JP2012151108A - Electrochemical cell acrylic water dispersion and aqueous paste and manufacturing method of electrode and battery consisting of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a binder used in an electrochemical cell aqueous paste which has sufficient adhesion for a metal current collector and also is electrochemically stable so that an electrochemical cell does not easily swell and maintains conventional electrostatic capacitance and internal resistance, making it possible to improve cycle characteristics of especially a secondary battery.SOLUTION: An acrylic water dispersion for electrochemical cells includes a water soluble resin (a) obtained by polymerizing a monomer group containing at least a polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acid or the like and (meta) acrylamide and organic particles (b) (however, except for the water soluble resin (a)). The acrylic water dispersion of the present invention has sufficient adhesion for metal current collectors, conductive assistants, cathode active materials and anode active materials and, when applied for batteries, is electrochemically stable so that an electrochemical cell does not easily swell, making it possible to improve cycle characteristics of especially a secondary battery.

Description

本発明は、電気化学セルに用いる特定のアクリル系水分散体に関する。
また、本発明は、二次電池、例えば、水素吸蔵合金を用いて得られるアルカリ二次電池(Ni−MH電池)、リチウム化合物を用いて得られる非水電解液二次電池(リチウムイオン電池)や電気二重層キャパシタ等の蓄電デバイスを構成する電気化学セル用水性ペーストに関する。
The present invention relates to a specific acrylic aqueous dispersion for use in an electrochemical cell.
The present invention also provides secondary batteries, for example, alkaline secondary batteries (Ni-MH batteries) obtained using hydrogen storage alloys, nonaqueous electrolyte secondary batteries (lithium ion batteries) obtained using lithium compounds. The present invention relates to an aqueous paste for an electrochemical cell that constitutes an electricity storage device such as an electric double layer capacitor.

Ni−MH電池やリチウムイオン電池、キャパシタは、正極、負極用の各活物質及び導電助剤をバインダーによって、各集電体に結着させ各電極を作成している。正極用バインダーでは、耐酸化性が求められており、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解させた溶液、あるいはポリテトラフロロエチレン(PTFE)の含フッ素系水分散液が用いられている。また、負極用のバインダーとしては、PVDFの他に、スチレン-ブタジエンラバー(SBR)水分散液が用いられている。   In the Ni-MH battery, the lithium ion battery, and the capacitor, each electrode is formed by binding each active material for positive electrode and negative electrode and a conductive additive to each current collector with a binder. The positive electrode binder is required to have oxidation resistance, and a solution in which polyvinylidene fluoride (PVDF) is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or fluorine-containing water of polytetrafluoroethylene (PTFE). A dispersion is used. In addition to PVDF, styrene-butadiene rubber (SBR) aqueous dispersion is used as a binder for the negative electrode.

しかしながら、正極用バインダーでは、耐酸化性はあるが活物質や集電体との密着性に劣るため多量の添加が必要である。そのため活物質を被覆し、電池特性を低下させるといった問題がある。また、負極用バインダーとして用いられることのあるSBRは密着性が比較的高く、配合部数は少なくてすむが、PDVF同様、SBRは電解液との親和性が高いため、電池を高温で放置することや、充放電を繰り返すと樹脂が膨潤してしまうため電池が膨れやすくなるといった問題があった。   However, the positive electrode binder has oxidation resistance but is inferior in adhesion to the active material and current collector, so a large amount of addition is necessary. Therefore, there is a problem that the active material is coated to deteriorate the battery characteristics. SBR, which is sometimes used as a binder for negative electrodes, has a relatively high adhesion and requires a small number of blended parts. However, like PDVF, SBR has a high affinity with the electrolyte, so the battery should be left at high temperature. In addition, when charging and discharging are repeated, the resin swells, so that there is a problem that the battery tends to swell.

そこで、これらの問題を解決するために電気化学的に安定で、電解液に対して膨潤が小さいオレフィン系共重合体の水分散体をバインダーとして用いる検討が行われていた(特許文献1、2及び3など)。これらのバインダーは、耐酸化還元性に優れ、電解液に対する膨潤が小さく活物質を被覆しにくい。   Therefore, in order to solve these problems, studies have been made to use an aqueous dispersion of an olefin copolymer that is electrochemically stable and less swelled with respect to the electrolytic solution as a binder (Patent Documents 1 and 2). And 3). These binders are excellent in redox resistance, have a small swelling with respect to the electrolytic solution, and are difficult to cover the active material.

しかしながら、密着性がSBRに比べ比較的弱いため、電池の重要特性の1つであるサイクル特性が十分でないという問題があった。
また、電気化学セル用水性ペーストに含まれる各配合組成物は、様々な使用状況・用途に対応するために配合組成比の微調整や類似物質群から選択される別物質へ代替される場合がある。そのような配合組成の変更に伴い、バインダーの配合安定性や性能発現に悪影響を及ぼすため、バインダーを構成する組成を最適化する必要があった。しかしながら、オレフィン系共重合体の場合、その組成の自由度が低いという問題があった。
However, since the adhesiveness is relatively weak compared to SBR, there is a problem that the cycle characteristics, which is one of the important characteristics of the battery, are not sufficient.
In addition, each compounded composition contained in the aqueous paste for electrochemical cells may be replaced with another substance selected from a similar substance group or fine adjustment of the compounding composition ratio in order to correspond to various usage situations and applications. is there. With such a change in the blending composition, the blending stability and performance of the binder are adversely affected. Therefore, it is necessary to optimize the composition constituting the binder. However, in the case of an olefin copolymer, there is a problem that the degree of freedom of the composition is low.

また、特許文献4および5には、ラテックスを含む電池用バインダー組成物が開示されている。そして、該ラテックス中には、ポリマー粒子として、オレフィン系共重合体が用いられている。   Patent Documents 4 and 5 disclose battery binder compositions containing latex. In the latex, an olefin copolymer is used as polymer particles.

しかしながら、該ラテックスでは、電池の正極または負極に対する塗工性および密着性に問題があり、塗膜の膜厚を厚くすることができない。それゆえ、電気化学セルの静電容量を大きくすることができないとの問題があった。   However, the latex has a problem in coating properties and adhesion to the positive electrode or negative electrode of the battery, and the film thickness of the coating film cannot be increased. Therefore, there has been a problem that the capacitance of the electrochemical cell cannot be increased.

特開平9−251856号公報JP-A-9-251856 特開2009−110883号公報JP 2009-110883 A 特開2010−189632号公報JP 2010-189632 A 特開平11−149929号公報JP-A-11-149929 国際公開公報1998/39808号International Publication No. 1998/39808

本発明は、上記のような従来技術に伴う問題を解決しようとするものであって、金属集電体に対して十分な密着性を有し、かつ電気化学的に安定で電気化学セルが膨れにくく、従来の静電気容量・内部抵抗を維持しながら、特に二次電池のサイクル特性を向上させることができる電気化学セル用水性ペーストに用いるバインダーを提供することである。   The present invention seeks to solve the problems associated with the prior art as described above, has sufficient adhesion to a metal current collector, is electrochemically stable, and has an expanded electrochemical cell. It is difficult to provide a binder for use in an aqueous paste for an electrochemical cell that can improve the cycle characteristics of a secondary battery while maintaining the conventional electrostatic capacity and internal resistance.

また、特定のアクリル系水分散体を含む電気化学セル用水性ペーストを用いて得られる電気化学セル用極板、該極板を含む、充放電によるサイクル寿命の高い電池を提供することである。   Moreover, it is providing the battery with the high cycle life by charging / discharging containing the electrode plate for electrochemical cells obtained using the aqueous paste for electrochemical cells containing a specific acrylic water dispersion, and this electrode plate.

本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討の結果、特定のアクリル系水分散体を使用することにより、上記課題を解決し得ることを見出した。すなわち、
本発明の電気化学セル用アクリル系水分散体は、少なくとも、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドとを含む単量体群を重合して得られる水溶性樹脂(a)と、有機粒子(b)(ただし、水溶性樹脂(a)を除く)を含むことを特徴とする。
As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be solved by using a specific acrylic water dispersion. That is,
The acrylic water dispersion for electrochemical cells of the present invention is a water-soluble resin (a) obtained by polymerizing a monomer group containing at least a polymerizable monomer of an unsaturated carboxylic acid and (meth) acrylamide. And organic particles (b) (excluding the water-soluble resin (a)).

また、前記不飽和カルボン酸類の重合性単量体には、実質的にジカルボン酸類を含まず、モノカルボン酸類を含むことが好ましい。
前記不飽和カルボン酸類の重合性単量体には、実質的に共役ジエン系モノマーを含まないことが好ましい。
Moreover, it is preferable that the polymerizable monomer of the unsaturated carboxylic acid contains substantially no dicarboxylic acid but contains a monocarboxylic acid.
It is preferable that the polymerizable monomer of the unsaturated carboxylic acid does not substantially contain a conjugated diene monomer.

前記有機粒子(b)は、水溶性樹脂(a)の存在下で1種以上のビニル単量体を重合して得られる粒子であることが好ましい。
前記水溶性樹脂(a)が、1種以上のビニル単量体を重合して得られる有機粒子(b)の存在下で重合して得られる樹脂であることが好ましい。
The organic particles (b) are preferably particles obtained by polymerizing one or more vinyl monomers in the presence of the water-soluble resin (a).
The water-soluble resin (a) is preferably a resin obtained by polymerization in the presence of organic particles (b) obtained by polymerizing one or more kinds of vinyl monomers.

前記水溶性樹脂(a)と前記有機粒子(b)を混合してなることが好ましい。
前記水溶性樹脂(a)と前記有機粒子(b)の重量比率が、(a)10〜90重量%および(b)90〜10重量%(ただし、(a)と(b)の合計を100重量%とする)であることが好ましい。
It is preferable that the water-soluble resin (a) and the organic particles (b) are mixed.
The weight ratio of the water-soluble resin (a) to the organic particles (b) is (a) 10 to 90% by weight and (b) 90 to 10% by weight (however, the sum of (a) and (b) is 100). It is preferable that the weight is%.

前記水分散体のpHが7から11の範囲であることが好ましい。
前記水分散体には、さらに、界面活性剤(x)及び粘度調整剤(y)から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。
The pH of the aqueous dispersion is preferably in the range of 7 to 11.
The aqueous dispersion preferably further contains at least one selected from a surfactant (x) and a viscosity modifier (y).

本発明の電気化学セル用水性ペーストは、電気化学セル用アクリル系水分散体と、活物質(B)及び導電助剤(C)から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする。
前記電気化学セル用水性ペーストは、電気化学セル用アクリル系水分散体に含まれる水100重量部に対して、0〜40重量部の有機溶剤を含むことが好ましい。
The aqueous paste for electrochemical cells of the present invention comprises an acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells, and at least one selected from an active material (B) and a conductive additive (C).
The aqueous paste for electrochemical cells preferably contains 0 to 40 parts by weight of an organic solvent with respect to 100 parts by weight of water contained in the acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells.

本発明の電気化学セル用極板は、電気化学セル用水性ペーストを用いて得られる。
本発明の二次電池は、電気化学セル用電極を用いて得られる。
The electrode plate for electrochemical cells of the present invention is obtained using an aqueous paste for electrochemical cells.
The secondary battery of this invention is obtained using the electrode for electrochemical cells.

本発明の特定のアクリル系水分散体は、金属集電体、導電助剤、正極活物質、および負極活物質に対して十分な密着性を有し、かつ電池に適用した場合、電気化学的に安定で電気化学セルが膨れにくく、特に二次電池のサイクル特性を向上させることができる。   The specific acrylic aqueous dispersion of the present invention has sufficient adhesion to a metal current collector, a conductive additive, a positive electrode active material, and a negative electrode active material, and is electrochemical when applied to a battery. And the electrochemical cell is less likely to swell, and in particular, the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.

本発明の電気化学セル用水性ペーストを用いることで、電極を効率よく生産することが可能である。
また、該電気化学セル用水性ペーストを用いて得られる極板を含む電池は、充放電によるサイクル寿命が高い。
Electrodes can be efficiently produced by using the aqueous paste for electrochemical cells of the present invention.
Moreover, the battery containing the electrode plate obtained by using the aqueous paste for electrochemical cells has a high cycle life due to charge and discharge.

従って、小型化、軽量化し、さらに高容量化である高効率の電池を得ることができる。   Therefore, it is possible to obtain a highly efficient battery that is reduced in size, weight, and capacity.

〔電気化学セル用アクリル系水分散体〕
本発明にかかる電気化学セル用アクリル系水分散体は、水にアクリル系共重合体が分散したエマルションである。このエマルションは、少なくとも、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドとを含む単量体群を重合して得られる水溶性樹脂(a)と、1種以上のビニル単量体を乳化重合して得られる有機粒子(b)を含む。ここで、(メタ)アクリルアミドとは、メタアクリルアミド及びアクリルアミドの意味である。また、有機粒子(b)は、水溶性樹脂(a)と異なる。
[Acrylic water dispersion for electrochemical cells]
The acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells according to the present invention is an emulsion in which an acrylic copolymer is dispersed in water. This emulsion comprises a water-soluble resin (a) obtained by polymerizing a monomer group containing at least a polymerizable monomer of an unsaturated carboxylic acid and (meth) acrylamide, and one or more vinyl monomers. It contains organic particles (b) obtained by emulsion polymerization of the body. Here, (meth) acrylamide means methacrylamide and acrylamide. The organic particles (b) are different from the water-soluble resin (a).

なお、本発明における水溶性樹脂とは水を主とする媒体中で10重量%の濃度に於いて、波長400nmの光の透過率が85%以上となる樹脂と定義し、有機粒子とは水を主とする媒体中で粒子状の形態を形成し、かつ10重量%の濃度に於いて、波長400nmの光の透過率が85%以下となる樹脂を意味する。   The water-soluble resin in the present invention is defined as a resin having a transmittance of 85% or more of light having a wavelength of 400 nm at a concentration of 10% by weight in a medium mainly composed of water. It means a resin that forms a particulate form in a medium mainly composed of the above and has a light transmittance of 85% or less at a wavelength of 400 nm at a concentration of 10% by weight.

アクリル系水分散体のpHは、金属極板腐食防止の観点から、7〜11の範囲であることが好ましい。
アクリル系水分散体は、水溶性樹脂(a)と有機粒子(b)がどのような形態で存在していてもよく、(a)と(b)を別々に合成し混合した樹脂組成物の形態、(a)が(b)の存在下で重合して得られる樹脂組成物の形態、(b)が(a)の存在下で重合して得られる樹脂組成物の形態のいずれも本願発明の範囲内である。
The pH of the acrylic water dispersion is preferably in the range of 7 to 11 from the viewpoint of preventing corrosion of the metal electrode plate.
The acrylic water dispersion may be present in any form of the water-soluble resin (a) and the organic particles (b), and is a resin composition obtained by separately synthesizing and mixing (a) and (b). Both the form, the form of the resin composition obtained by polymerizing in the presence of (b), and the form of the resin composition obtained by polymerizing in the presence of (a) (b) are the present invention. Is within the range.

水分散体の保存安定性の観点から、(a)または(b)のいずれかの樹脂の存在下で一方の樹脂を合成して得られた樹脂組成物の形態が好ましい。更に、(b)が(a)の存在下で重合して得られる樹脂組成物の形態あることがより好ましい。   From the viewpoint of storage stability of the aqueous dispersion, the form of a resin composition obtained by synthesizing one resin in the presence of either the resin (a) or (b) is preferable. Furthermore, it is more preferable that (b) is in the form of a resin composition obtained by polymerization in the presence of (a).

水溶性樹脂(a)と有機粒子(b)の重量比率は、特に限定されないが、好ましくは(a)が10〜90重量%および(b)が90〜10重量%、より好ましくは(a)が30〜70重量%および(b)が70〜30重量%である(ただし、(a)と(b)の合計を100重量%とする)。(a)が10重量%以下では分散安定性不足や密着性不足を起こす場合があり、90重量%以上では著しいチクソトロピー特性を生じるおそれがある。   The weight ratio of the water-soluble resin (a) and the organic particles (b) is not particularly limited, but preferably (a) is 10 to 90% by weight and (b) is 90 to 10% by weight, more preferably (a). Is 30 to 70% by weight and (b) is 70 to 30% by weight (provided that the sum of (a) and (b) is 100% by weight). If (a) is 10% by weight or less, dispersion stability and adhesion may be insufficient, and if it is 90% by weight or more, remarkable thixotropy characteristics may be produced.

本発明に係るアクリル系水分散体には、体積平均粒子径が、特に限定されないが、通常、10〜1,000nm、好ましくは10〜800nm(粒径アナライザーFPAR−1000(大塚電子株式会社))であれば、水分散安定性に優れるため好ましい。また、10nm未満であれば、分散安定性が低下するおそれがあり、1,000nmを超えると経時保存安定性を損なうおそれがある。粒子径のコントロール方法は特に制限されないが、例えば、界面活性剤量などによって適宜調整することができる。   The volume average particle size of the acrylic aqueous dispersion according to the present invention is not particularly limited, but is usually 10 to 1,000 nm, preferably 10 to 800 nm (particle size analyzer FPAR-1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.)). Is preferable because it is excellent in water dispersion stability. If the thickness is less than 10 nm, the dispersion stability may be lowered, and if it exceeds 1,000 nm, the storage stability with time may be impaired. The method for controlling the particle size is not particularly limited, but can be appropriately adjusted depending on, for example, the amount of the surfactant.

ポリマー粒子の粒子径は、電子顕微鏡による観察、コールターカウンターあるいは光散乱法により測定することができる。例えばコールターカウンターでは、コールターカウンターN4(コールター社製)、光散乱法では、粒径アナライザーFPAR−1000(大塚電子株式会社)、レーザー粒子径解析システムLPA−3000/3100(大塚電子株式会社)、レーザー回折式粒度分布測定装置SALD−2000A(島津製作所)等で測定することができる。
本発明に係るアクリル系水分散体の樹脂固形分濃度は5〜80重量%、好ましくは10〜70重量%である。この範囲であれば、良好な極板密着性が得られる。
The particle diameter of the polymer particles can be measured by observation with an electron microscope, a Coulter counter, or a light scattering method. For example, with Coulter counter, Coulter counter N4 (manufactured by Coulter), and with light scattering method, particle size analyzer FPAR-1000 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), laser particle size analysis system LPA-3000 / 3100 (Otsuka Electronics Co., Ltd.), laser It can be measured with a diffraction particle size distribution analyzer SALD-2000A (Shimadzu Corporation).
The resin solid content concentration of the acrylic aqueous dispersion according to the present invention is 5 to 80% by weight, preferably 10 to 70% by weight. Within this range, good electrode plate adhesion can be obtained.

水溶性樹脂(a)
本発明の水溶性樹脂(a)は、少なくとも、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドとを含む単量体群を重合して得られる樹脂である。
Water-soluble resin (a)
The water-soluble resin (a) of the present invention is a resin obtained by polymerizing a monomer group containing at least a polymerizable monomer of an unsaturated carboxylic acid and (meth) acrylamide.

本発明では、メタアクリルアミドとアクリルアミドを両方用いてもよく、水分散体及びこれを用いた水性ペーストの粘度調整の観点からメタアクリルアミドを用いることが好ましい。   In the present invention, both methacrylamide and acrylamide may be used, and methacrylamide is preferably used from the viewpoint of adjusting the viscosity of the aqueous dispersion and the aqueous paste using the same.

不飽和カルボン酸類の重合性単量体としては、アクリル酸およびメタクリル酸などのモノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸および無水フマル酸などのジカルボン酸類が挙げられる。また、たとえば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩などこれらの塩であってもよく、これらの酸の誘導体も適宜用いることができる。塩としては、リチウム塩が好ましい。不飽和カルボン酸類の重合性単量体は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of polymerizable monomers for unsaturated carboxylic acids include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, and dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, and fumaric anhydride. It is done. Further, for example, these salts such as lithium salt, potassium salt, sodium salt, ammonium salt may be used, and derivatives of these acids can also be used as appropriate. As the salt, a lithium salt is preferable. The polymerizable monomers of unsaturated carboxylic acids can be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、幅広いビニル単量体と良好な相溶性を示すため、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸類が、重合過程においての制約が少なく水溶性樹脂(a)への導入が容易であるため好適である。ジカルボン酸類であるマレイン酸やフマル酸などは、後述するアクリル酸エステル類やメタクリル酸エステル類などとの共重合性が、アクリル酸やメタクリル酸などのモノカルボン酸に比べ劣る傾向にある。そのため、電気化学セル用水性ペーストに未反応の単量体が残存するおそれがあり、容量低下等の電池特性に悪影響を及ぼす懸念がある。そのため、本発明において、不飽和カルボン酸類の重合性単量体としては、実質的にジカルボン酸類を含まず、モノカルボン酸類を含むことが好ましい。なお、ここで、「実質的に含まない」とは、水溶性樹脂(a)を構成する全単量体100重量%に対して、ジカルボン酸類が、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0重量%である。なお、ジカルボン酸類は、たとえば、赤外吸収分析、(熱分解)ガスクロマトグラフ質量分析、核磁気共鳴分析により測定できる。また、上記0重量%とは、たとえば、これらの分析方法により測定した際に、検出限界以下であることを意味する。   Among these, monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are easy to introduce into the water-soluble resin (a) with little restriction in the polymerization process because they exhibit good compatibility with a wide range of vinyl monomers. Therefore, it is preferable. Maleic acid, fumaric acid and the like, which are dicarboxylic acids, tend to be inferior in copolymerizability with acrylic acid esters and methacrylic acid esters described later, compared to monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid. Therefore, unreacted monomers may remain in the aqueous paste for electrochemical cells, and there is a concern that battery characteristics such as capacity reduction may be adversely affected. Therefore, in the present invention, the polymerizable monomer for unsaturated carboxylic acids preferably contains substantially no dicarboxylic acids and monocarboxylic acids. Here, “substantially free” means that the dicarboxylic acids are preferably 10% by weight or less, more preferably 5% with respect to 100% by weight of the total monomers constituting the water-soluble resin (a). % By weight or less, more preferably 0% by weight. The dicarboxylic acids can be measured by, for example, infrared absorption analysis, (thermal decomposition) gas chromatograph mass spectrometry, or nuclear magnetic resonance analysis. Moreover, the said 0 weight% means that it is below a detection limit, for example when it measures by these analysis methods.

また、不飽和カルボン酸類の重合性単量体としては、メタクリル酸が好ましい。
本発明の水溶性樹脂(a)は、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドと共に、その他の1種以上のビニル単量体を重合しても良い。ここで、1種以上のビニル単量体とは、官能基を有するビニル単量体が好ましく、例えば、アクリルアミド以外のアミド基含有ビニル単量体、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有ビニル単量体、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基含有ビニル単量体、(メタ)アクリロニトリル等のシアノ基含有ビニル単量体、N、N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有ビニル単量体、アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート等のアセトアセトキシ基含有ビニル単量体等、スチレンスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム等のスルホン酸含有単量体が挙げられる。また、スチレンやメチルアクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル等の疎水性ビニル単量体を使用しても良い。また、水溶性樹脂(a)には架橋性ビニル単量体を使用しても良く、該単量体としては、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコール鎖含有ジ(メタ)アクリレートなどが例示できる。また、架橋性ビニル単量体として2つ以上のビニル基を含有するものであっても構わない。
Moreover, as a polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acids, methacrylic acid is preferable.
The water-soluble resin (a) of the present invention may polymerize one or more other vinyl monomers together with a polymerizable monomer of an unsaturated carboxylic acid and (meth) acrylamide. Here, the one or more vinyl monomers are preferably vinyl monomers having a functional group, for example, an amide group-containing vinyl monomer other than acrylamide, and a hydroxyl group such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate. Vinyl monomers, glycidyl group-containing vinyl monomers such as glycidyl (meth) acrylate, cyano group-containing vinyl monomers such as (meth) acrylonitrile, and amino groups such as N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate Examples thereof include vinyl monomers, acetoacetoxy group-containing vinyl monomers such as acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, and sulfonic acid-containing monomers such as sodium styrenesulfonate and sodium methallylsulfonate. Moreover, you may use hydrophobic vinyl monomers, such as (meth) acrylic acid ester, such as styrene and methyl acrylate. Further, a crosslinkable vinyl monomer may be used for the water-soluble resin (a), and examples of the monomer include methylene bis (meth) acrylamide, divinylbenzene, polyethylene glycol chain-containing di (meth) acrylate, and the like. It can be illustrated. Moreover, you may contain a 2 or more vinyl group as a crosslinkable vinyl monomer.

本発明では、その他の1種以上のビニル単量体として、共役ジエン系モノマー、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、ピペリレン等を実質的に含まないことが好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、水溶性樹脂(a)を構成する全単量体100重量%に対して、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0重量%である。水溶性樹脂(a)中に、共役ジエン系モノマーを実質的に含まないことで、特に正極側で使用する際に耐酸化性を得られる傾向にある。なお、水溶性樹脂中の共役ジエン系モノマーは、たとえば、赤外吸収分析、(熱分解)ガスクロマトグラフ質量分析、核磁気共鳴分析により測定できる。また、上記0重量%とは、たとえば、これらの分析方法により測定した際に、検出限界以下であることを意味する。   In the present invention, as one or more other vinyl monomers, conjugated diene monomers such as 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, piperylene Etc. are preferably substantially not contained. Here, “substantially free” is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, still more preferably 100% by weight of the total amount of monomers constituting the water-soluble resin (a). Is 0% by weight. When the water-soluble resin (a) contains substantially no conjugated diene monomer, oxidation resistance tends to be obtained particularly when used on the positive electrode side. The conjugated diene monomer in the water-soluble resin can be measured, for example, by infrared absorption analysis, (thermal decomposition) gas chromatograph mass spectrometry, or nuclear magnetic resonance analysis. Moreover, the said 0 weight% means that it is below a detection limit, for example when it measures by these analysis methods.

また、水溶性樹脂(a)の分子量を調整する目的でn-ドデシルメルカプタンや1-チオグリセロールなどの分子量調整剤を使用しても良い。
水溶性樹脂(a)は、特に限定されないが、全単量体群100重量%中に、カルボン酸類の重合性単量体と(メタ)アクリルアミドの合計が、通常100〜10重量%、好ましくは100〜50重量%、より好ましくは100〜60重量%含まれ、その他のビニル系単量体を含む場合、単量体群100重量%中に、通常0〜90重量%、好ましくは0〜50重量%、より好ましくは0〜40重量%である。
Moreover, you may use molecular weight regulators, such as n-dodecyl mercaptan and 1-thioglycerol, in order to adjust the molecular weight of water-soluble resin (a).
The water-soluble resin (a) is not particularly limited, but the total of the polymerizable monomers of carboxylic acids and (meth) acrylamide is usually 100 to 10% by weight, preferably 100% by weight of the total monomer group. When it contains 100 to 50% by weight, more preferably 100 to 60% by weight, and other vinyl monomers, it is usually 0 to 90% by weight, preferably 0 to 50% in 100% by weight of the monomer group. % By weight, more preferably 0 to 40% by weight.

また、水溶性樹脂(a)中、(メタ)アクリルアミドと不飽和カルボン酸類の重合性単量体との重量比率は、極板への密着性の観点から、(メタ)アクリルアミドが50〜99重量%、好ましくは60〜95重量%、不飽和カルボン酸類の重合性単量体が1〜50重量%で、好ましくは5〜40重量%ある(ただし、(メタ)アクリルアミドと不飽和カルボン酸類の重合性単量体の合計を100重量%とする)。   In the water-soluble resin (a), the weight ratio of (meth) acrylamide to the polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acid is 50 to 99 weight percent of (meth) acrylamide from the viewpoint of adhesion to the electrode plate. %, Preferably 60 to 95% by weight, 1 to 50% by weight of polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acid, preferably 5 to 40% by weight (however, polymerization of (meth) acrylamide and unsaturated carboxylic acid) The total of the monomer is 100% by weight).

水溶性樹脂(a)の製造方法
水溶性樹脂(a)の合成方法には特に制約はないが、水を主成分とした溶媒中で行う重合が好ましい。特に好ましい重合形態は水溶液重合である。水溶性樹脂(a)の合成時の重合開始剤には制約はないが、水溶性ラジカル開始剤が好ましく、過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩や4,4'-アゾビス(4-シアノ吉草酸)等の水溶性アゾ系開始剤が特に好ましい。重合開始剤の使用量は、特に限定されないが、(共)重合させるモノマーの全重量を基準として、通常0.1〜5重量%である。
Production Method of Water-Soluble Resin (a) The method for synthesizing the water-soluble resin (a) is not particularly limited, but polymerization performed in a solvent containing water as a main component is preferable. A particularly preferred polymerization form is aqueous solution polymerization. Although there is no restriction | limiting in the polymerization initiator at the time of the synthesis | combination of water-soluble resin (a), A water-soluble radical initiator is preferable, persulfates, such as ammonium persulfate, 4,4'- azobis (4-cyanovaleric acid), etc. The water-soluble azo initiator is particularly preferred. Although the usage-amount of a polymerization initiator is not specifically limited, It is 0.1 to 5 weight% normally on the basis of the total weight of the monomer to (co) polymerize.

樹脂(a)合成時の重合温度には制約はないが、製造時間や単量体の共重合体への転化率(反応率)などを考慮に入れると30〜95℃の範囲で合成することが好ましく、50〜85℃が特に好ましい。また、重合時には製造安定性を向上する目的でPH調製剤や金属イオン封止剤であるEDTAもしくはその塩などを使用することも可能である。   Resin (a) The polymerization temperature at the time of synthesis is not limited, but it should be synthesized in the range of 30 to 95 ° C taking into account the production time and the conversion rate of the monomer to the copolymer (reaction rate). Is preferable, and 50-85 degreeC is especially preferable. Moreover, at the time of superposition | polymerization, it is also possible to use PH preparation agent, EDTA which is a metal ion sealing agent, its salt, etc. in order to improve manufacturing stability.

また、たとえば、水溶性樹脂(a)または有機粒子(b)の重合前、水溶性樹脂(A)を水溶化する際、有機樹脂(b)の形成後、または共重合エマルション(アクリル系水分散体)形成後に、アンモニアや有機アミン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等の一般的な中和剤でpH調整を行ってもよい。中和剤としては、基材腐食の点から、アンモニア(水)で、pHが7から11の範囲に調整することが好ましい。なお、中和は、アクリル系水分散体の調整過程において、適宜、行うことができる。   Also, for example, before polymerization of the water-soluble resin (a) or the organic particles (b), when the water-soluble resin (A) is water-solubilized, after the formation of the organic resin (b), or a copolymer emulsion (acrylic water dispersion) After the formation, the pH may be adjusted with a general neutralizing agent such as ammonia, organic amine, potassium hydroxide, sodium hydroxide or lithium hydroxide. As the neutralizing agent, it is preferable to adjust the pH within the range of 7 to 11 with ammonia (water) from the viewpoint of substrate corrosion. In addition, neutralization can be suitably performed in the adjustment process of the acrylic water dispersion.

有機粒子(b)
有機粒子(b)(ただし、水溶性樹脂(a)を除く)は、1種以上のビニル単量体を乳化重合して得られる(共)重合エマルションが好ましい態様である。ビニル単量体としては芳香族ビニルモノマー類、アクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、不飽和カルボン酸類、不飽和スルホン酸類、水酸基含有ビニル化合物類、芳香族ビニル化合物類、不飽和アミド類、アミノアルキルアクリレート若しくはアミノアルキルメタクリレート類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物、N一アミノアルキルアクリルアミド若しくはN一アミノアルキルメタクリルアミド類、又はこれらのハロゲン化メチル、ハロゲン化エチル、ハロゲン化ベンジル等による4級塩化物、ビニルエステル類、ハロゲン化ビニリデン類、ジアクリレート類、ジメタクリレート類などが挙げられる。
Organic particles (b)
The organic particles (b) (excluding the water-soluble resin (a)) is preferably a (co) polymer emulsion obtained by emulsion polymerization of one or more vinyl monomers. As vinyl monomers, aromatic vinyl monomers, acrylic esters, methacrylic esters, unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, hydroxyl group-containing vinyl compounds, aromatic vinyl compounds, unsaturated amides, amino Alkyl acrylates or aminoalkyl methacrylates, or quaternary chlorides thereof, such as methyl halides, ethyl halides, benzyl halides, N-aminoalkylacrylamides or N-aminoalkylmethacrylamides, or methyl halides thereof, Examples include quaternary chlorides, vinyl esters, vinylidene halides, diacrylates, dimethacrylates, and the like with ethyl halide, benzyl halide, and the like.

これらのビニル単量体は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
芳香族ビニルモノマーとしては、スチレン、p−メチルスチレン、α−メチルスチレン、2−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ビニルキシレン、ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、ビニルアニソール等が挙げられる。
These vinyl monomers can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, t-butylstyrene, chlorostyrene, vinylxylene, vinylnaphthalene, vinylanthracene and vinylanisole.

アクリル酸エステル類としては、アクリル酸の炭素原子数1〜12のアルキルエステル、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、n−アミルアクリレート、イソアミルアクリレート、n−ヘキシルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、オクチルアクリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレート、オクタデシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、フェニルアクリレート、ベンジルアクリレートなどが挙げられる。   Acrylic acid esters include alkyl esters of acrylic acid having 1 to 12 carbon atoms, methyl acrylate, ethyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-amyl acrylate, isoamyl acrylate, Examples include n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, octyl acrylate, decyl acrylate, dodecyl acrylate, octadecyl acrylate, cyclohexyl acrylate, phenyl acrylate, and benzyl acrylate.

メタクリル酸エステル類としては、メタクリル酸の炭素原子数1〜12のアルキルエステル、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、n一アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n−ヘキシルメタクリレート、2一エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、フェニルメタクリレート、ベンジルメタクリレートなどが挙げられる。   Methacrylic acid esters include methacrylic acid alkyl ester having 1 to 12 carbon atoms, ethyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl. Methacrylate, 21-ethylhexyl methacrylate, octyl methacrylate, decyl methacrylate, dodecyl methacrylate, octadecyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl methacrylate, benzyl methacrylate and the like.

不飽和カルボン酸類としては、アクリル酸およびメタクリル酸などのモノカルボン酸類、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸および無水フマル酸などのジカルボン酸類が挙げられる。また、たとえば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、アンモニウム塩などこれらの塩であってもよく、これらの酸の誘導体も適宜用いることができる。塩としては、リチウム塩が好ましい。   Examples of unsaturated carboxylic acids include monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, and dicarboxylic acids such as itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, and fumaric anhydride. Further, for example, these salts such as lithium salt, potassium salt, sodium salt, ammonium salt may be used, and derivatives of these acids can also be used as appropriate. As the salt, a lithium salt is preferable.

これらの中でも、幅広いビニル単量体と良好な相溶性を示すため、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸類が、重合過程においての制約が少なく有機粒子(b)への導入が容易であるため好適である。また、ビニル単量体として、アクリル酸エステル類やメタクリル酸エステル類などを用いた場合、水溶性樹脂(a)と同様に、ジカルボン酸類であるマレイン酸やフマル酸などでは、アクリル酸やメタクリル酸などのモノカルボン酸に比べ、共重合性が劣る傾向にある。そのため、電気化学セル用水性ペーストに未反応の単量体が残存するおそれがあり、容量低下等の電池特性に悪影響を及ぼす懸念がある。そのため、本発明において、不飽和カルボン酸類の重合性単量体としては、実質的にジカルボン酸類を含まず、モノカルボン酸類を含むことが好ましい。なお、「実質的に含まない」とは、有機粒子(b)を構成する全単量体100重量%に対して、ジカルボン酸類が、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0重量%である。また、有機粒子中のジカルボン酸類は、水溶性樹脂(a)に記載と同様の方法で測定できる。また、上記0重量%も同様である。   Among these, monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are easy to introduce into the organic particles (b) because they have good compatibility with a wide range of vinyl monomers and have few restrictions in the polymerization process. Is preferred. In addition, when acrylic acid esters or methacrylic acid esters are used as vinyl monomers, dicarboxylic acids such as maleic acid and fumaric acid are used in the same manner as the water-soluble resin (a). The copolymerizability tends to be inferior to monocarboxylic acids such as. Therefore, unreacted monomers may remain in the aqueous paste for electrochemical cells, and there is a concern that battery characteristics such as capacity reduction may be adversely affected. Therefore, in the present invention, the polymerizable monomer for unsaturated carboxylic acids preferably contains substantially no dicarboxylic acids and monocarboxylic acids. “Substantially free” means that the dicarboxylic acids are preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, with respect to 100% by weight of the total monomers constituting the organic particles (b). More preferably, it is 0% by weight. The dicarboxylic acids in the organic particles can be measured by the same method as described in the water-soluble resin (a). The same applies to the above 0% by weight.

不飽和スルホン酸類としては、2−スルホエチルメタクリレート、t-ブチルアクリルアミドスルホン酸やスチレンスルホン酸等およびそれらの塩などが挙げられる。
水酸基含有ビニル化合物類としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、3−ヒドロキシプロピルアクリレート、4−ヒドロキシブチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプロピレングリコールモノアクリレート、グリセロールモノメタクリレートなどが挙げられる。
Examples of the unsaturated sulfonic acids include 2-sulfoethyl methacrylate, t-butyl acrylamide sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and salts thereof.
Examples of hydroxyl-containing vinyl compounds include 2-hydroxyethyl acrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene Examples include glycol monomethacrylate, polyethylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monoacrylate, and glycerol monomethacrylate.

不飽和アミド類としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジメチルメタクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N,N−ジエチルメタクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、マレイン酸アミドなどが挙げられる。   As unsaturated amides, acrylamide, methacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N, N-dimethylmethacrylamide, N, N-diethylacrylamide, N, N-diethylmethacrylamide, N-methylol Examples include methacrylamide, N-methylol acrylamide, diacetone acrylamide, and maleic amide.

アミノアルキルアクリレート若しくはアミノアルキルメタクリレート類としては、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリレート、N,N−t−ブチルアミノエチルアクリレート、N,N−t−ブチルアミノエチルメタクリレート、N,N−モノメチルアミノエチルアクリレート、N,N−モノメチルアミノエチルメタクリレートなどが挙げられる。   As aminoalkyl acrylates or aminoalkyl methacrylates, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl methacrylate, N, N-dimethylaminopropyl acrylate, N, N-dimethylaminopropyl methacrylate, N, N -T-butylaminoethyl acrylate, N, N-t-butylaminoethyl methacrylate, N, N-monomethylaminoethyl acrylate, N, N-monomethylaminoethyl methacrylate and the like can be mentioned.

また、N−アミノアルキルアクリルアミド又はN一アミノアルキルメタクリルアミド類としては、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルメタクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリルアミドなどが挙げられる。   Examples of N-aminoalkyl acrylamide or N monoaminoalkyl methacrylamide include N, N-dimethylaminopropyl acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl methacrylamide, N, N-dimethylaminoethyl acrylamide, N, N- And dimethylaminoethyl methacrylamide.

ビニルエステル類としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどが挙げられる。
ハロゲン化ビニリデン類としては、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどが挙げられる。
Examples of vinyl esters include vinyl acetate and vinyl propionate.
Examples of vinylidene halides include vinylidene chloride and vinylidene fluoride.

ジアクリレート類としては、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ポリプロピレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。   Examples of diacrylates include polyethylene glycol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, and polypropylene glycol diacrylate.

ジメタクリレート類としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリプロピレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレート、1,3一ブチレングリコールジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールジメタクリレートなどが挙げられる。   Dimethacrylates include ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol dimethacrylate, polypropylene glycol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, 1,3-butylene glycol dimethacrylate, 1,6- Hexanediol dimethacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate and the like can be mentioned.

その他のモノマーとしては、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、アリルメダアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルアクリレート等、塩化ビニル、ビニルエーテル、ビニルケトン、ビニルアミド、クロロプレン、エチレン、プロピレン、イソプレン、ブタジエン、ビニルピロリドン、2−メトキシエチルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタアクリレート、アリルグリシジルエーテル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、イソプロペニル−α,α−ジメチルベンジルイソシアネート、アリルメルカプタンなどが挙げられる。   Other monomers include trimethylolpropane trimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, tetramethylolmethane triacrylate, tetramethylolmethane tetraacrylate, allyl medaacrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, vinyl chloride, Vinyl ether, vinyl ketone, vinyl amide, chloroprene, ethylene, propylene, isoprene, butadiene, vinyl pyrrolidone, 2-methoxyethyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, acrylonitrile, methacrylonitrile, isopropenyl- α, α-dimethylbenzyl isocyanate, ants Examples include lumercaptan.

本発明では、その他のモノマーとして、共役ジエン系モノマー、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、ピペリレン等を実質的に含まないことが好ましい。ここで、「実質的に含まない」とは、有機粒子(b)を構成する全ビニル単量体100重量%に対して、好ましくは10重量%以下、より好ましくは5重量%以下、更に好ましくは0重量%である。有機粒子(b)中に、共役ジエン系モノマーを実質的に含まないことで、特に正極側で使用する際に耐酸化性を得られる傾向にある。なお、有機粒子中の共役ジエン系モノマーは、水溶性樹脂(a)に記載と同様の方法で測定できる。また、上記0重量%も同様である。   In the present invention, conjugated diene monomers such as 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, piperylene and the like are substantially not included as other monomers. It is preferable. Here, “substantially free” is preferably 10% by weight or less, more preferably 5% by weight or less, and still more preferably 100% by weight of the total vinyl monomers constituting the organic particles (b). Is 0% by weight. When the organic particles (b) contain substantially no conjugated diene monomer, oxidation resistance tends to be obtained particularly when used on the positive electrode side. The conjugated diene monomer in the organic particles can be measured by the same method as described in the water-soluble resin (a). The same applies to the above 0% by weight.

前記1種以上のビニル単量体として特に好適なものは、アクリル酸、メタクリル酸等のモノカルボン酸類、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、アクリロニトリルなどである。なお、モノカルボン酸類としては、特に、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。   Particularly suitable as the one or more vinyl monomers are monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, ethyl methacrylate, n -Butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, acrylonitrile and the like. The monocarboxylic acids are particularly preferably acrylic acid and methacrylic acid.

更に好ましくは、有機粒子(b)中にアクリロニトリルを耐水性・耐溶剤性の観点から、有機粒子(b)を構成する全ビニル単量体100重量%に対して、10〜70重量%含んだ方が良い。   More preferably, the organic particles (b) contain 10 to 70% by weight of acrylonitrile with respect to 100% by weight of the total vinyl monomers constituting the organic particles (b) from the viewpoint of water resistance and solvent resistance. Better.

必要に応じて、架橋性ビニル単量体を使用しても良く、該単量体としては、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコール鎖含有ジ(メタ)アクリレートなどが例示できる。また、架橋性ビニル単量体として2つ以上のビニル基を含有するものであっても構わない。   If necessary, a crosslinkable vinyl monomer may be used. Examples of the monomer include methylene bis (meth) acrylamide, divinylbenzene, polyethylene glycol chain-containing di (meth) acrylate and the like. Moreover, you may contain a 2 or more vinyl group as a crosslinkable vinyl monomer.

また、分子量を調製する目的で、n-ドデシルメルカプタンや1-チオグリセロールなどの分子量調整剤を使用することもできる。
有機粒子(b)のガラス転移温度Tgは特に限定しないが、電極板の柔軟性の観点から、好ましくは−30〜80℃(計算ソフトCHEOPS(ver.4.0)による)である。−30℃未満でれば、電極板にタックが残り好ましくない。
For the purpose of adjusting the molecular weight, a molecular weight modifier such as n-dodecyl mercaptan or 1-thioglycerol can also be used.
The glass transition temperature Tg of the organic particles (b) is not particularly limited, but is preferably −30 to 80 ° C. (according to calculation software CHEOPS (ver. 4.0)) from the viewpoint of flexibility of the electrode plate. If it is less than −30 ° C., tack remains on the electrode plate, which is not preferable.

有機粒子(b)の製造
有機粒子(b)の合成方法には特に制約はないが、水を主成分とした溶媒中で行う乳化重合が好ましい。有機粒子(b)の重合安定性、保存安定性を向上するなどの目的で適宜界面活性剤(x)や水溶性高分子を用いることができる。該界面活性剤(x)としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤などが挙げられる。
Production of organic particles (b) The method for synthesizing the organic particles (b) is not particularly limited, but emulsion polymerization carried out in a solvent containing water as a main component is preferred. For the purpose of improving the polymerization stability and storage stability of the organic particles (b), a surfactant (x) or a water-soluble polymer can be appropriately used. Examples of the surfactant (x) include anionic surfactants and nonionic surfactants.

アニオン系界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリル硫酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、ジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸塩、ジアルキルスルホコハク酸塩、tert-オクチルフェノキシエトキシポリエトキシエチル硫酸塩等が挙げられる。塩としては、アンモニウム塩、リチウム塩、ナトリウム塩およびカリウム塩などが挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include dodecylbenzene sulfonate, lauryl sulfate, alkyl diphenyl ether disulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, stearate, oleate, dioctyl sulfosuccinate, Examples thereof include polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl ether sulfate, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate, dialkyl sulfosuccinate, tert-octylphenoxyethoxy polyethoxyethyl sulfate, and the like. Examples of the salt include ammonium salt, lithium salt, sodium salt and potassium salt.

ノニオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類やポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー、t−オクチルフェノキシエチルポリエトキシエタノール、ノニルフェノキシエチルポリエトキシエタノール等が挙げられる。   Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ethers, polyoxyethylene Styrenated phenyl ether, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene oleyl phenyl ether, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, oxyethylene / oxypropylene block copolymer, t-octylphenoxyethyl polyethoxy Examples include ethanol and nonylphenoxyethyl polyethoxyethanol.

これらの分散剤(界面活性剤)は1種又は2種以上を選択することができる。
重合安定性、保存安定性を向上するなどの目的で使用する水溶性高分子を添加してもよく、これら水溶性高分子としては、例えば、ポリビニルアルコール、変成ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、(メタ)アクリル酸(共)重合体、ポリ(メタ)アクリルアミド(共)重合体、エチレングリコール等の水溶性ポリマーが挙げられる。
These dispersants (surfactants) can be selected from one or two or more.
Water-soluble polymers used for the purpose of improving polymerization stability and storage stability may be added. Examples of these water-soluble polymers include polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, (meth) Examples thereof include water-soluble polymers such as acrylic acid (co) polymers, poly (meth) acrylamide (co) polymers, and ethylene glycol.

これらの水溶性高分子は、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
重合開始剤としては、例えば、過酸化水素、過硫酸アンモニウムなどの過硫酸塩、アゾビスシアノ吉草酸、2,2'-アゾビス(2-アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2'-アゾビス〔2-(N-フェニルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2'-アゾビス{2-〔N-(4-クロロフェニル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2'-アゾビス{2-〔N-(4-ヒドロキシフェニル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、2,2'-アゾビス〔2-(N-ベンジルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2'-アゾビス〔2-(N-アリルアミジノ)プロパン〕二塩酸塩、2,2'-アゾビス{2-〔N-(2-ヒドロキシエチル)アミジノ〕プロパン}二塩酸塩、アゾビスイソブチロニトリル、2,2'-アゾビス{2-メチル-N-〔1,1-ビス(ヒドロキシメチル)-2-ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド}、2,2'-アゾビス{2-メチル-N-〔1,1-ビス(ヒドロキシメチル)エチル〕プロピオンアミド}、2,2'-アゾビス[2-メチル-N-〔2-ヒドロキシエチル〕プロピオンアミド]、2,2'-アゾビス(イソブチルアミド)二水和物等のアゾ化合物;クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイド等の有機過酸化物が挙げられ、これらの1種、又は2種以上を選択することができる。
These water-soluble polymers can be used alone or in combination of two or more.
Examples of the polymerization initiator include persulfates such as hydrogen peroxide and ammonium persulfate, azobiscyanovaleric acid, 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- ( N-phenylamidino) propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis {2- [N- (4-chlorophenyl) amidino] propane} dihydrochloride, 2,2′-azobis {2- [N- (4 -Hydroxyphenyl) amidino] propane} dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (N-benzylamidino) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (N-allylamidino) propane] Dihydrochloride, 2,2'-azobis {2- [N- (2-hydroxyethyl) amidino] propane} dihydrochloride, azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxy Til] propionamide}, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) ethyl] propionamide}, 2,2′-azobis [2-methyl-N- [2 -Hydroxyethyl] propionamide], azo compounds such as 2,2′-azobis (isobutylamide) dihydrate; cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2 Organic peroxides such as -ethylhexanoate, t-butylperoxybenzoate, lauroyl peroxide, and the like can be used, and one or more of these can be selected.

開始剤としては水溶性であることが好ましく、一般的な開始剤の使用量は、(共)重合させるモノマーの全重量を基準として0.1〜5重量%である。
有機粒子(b)の合成時の重合温度には制約はないが、製造時間や単量体の共重合体への転化率(反応率)などを考慮に入れると30〜95℃の範囲で合成することが好ましく、50〜85℃が特に好ましい。
The initiator is preferably water-soluble, and a general initiator is used in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the (co) polymerized monomer.
Although there is no restriction | limiting in the polymerization temperature at the time of the synthesis | combination of an organic particle (b), it synthesize | combines in the range of 30-95 degreeC when manufacturing time, the conversion rate (reaction rate) of a monomer into a copolymer are taken into consideration. It is preferable to carry out, and 50-85 degreeC is especially preferable.

また、重合時には製造安定性を向上する目的でPH調製剤や金属イオン封止剤であるEDTAもしくはその塩などを使用することも可能である。
また、中和剤を用いて、pH調整を行ってもよい。中和については、前述を参照できる。
Moreover, at the time of superposition | polymerization, it is also possible to use PH preparation agent, EDTA which is a metal ion sealing agent, its salt, etc. in order to improve manufacturing stability.
Moreover, you may adjust pH using a neutralizing agent. For neutralization, the above can be referred to.

本発明のアクリル系水分散体には各種添加剤を添加しても良い。該添加剤としては、重合前、重合中、重合後に使用することができる。添加剤としては、例えば、pH調整剤、キレート剤、顔料、濡れ剤、帯電防止剤、酸化防止剤、防腐剤、紫外線吸収剤、光安定化剤、蛍光増白剤、着色剤、浸透剤、発泡剤、離型剤、消泡剤、制泡剤、流動性改良剤、増粘剤等が挙げられるが、これらに制約されるものでもない。本発明のアクリル系共重合体バインダーには各種化合物も添加することができる。該化合物としては、各種酸化剤、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、グルコース等の水溶性高分子、界面活性剤等の物質を、単独、又は、2種類以上組み合わせて添加してもよい。   Various additives may be added to the acrylic aqueous dispersion of the present invention. The additive can be used before, during, or after polymerization. Examples of additives include pH adjusters, chelating agents, pigments, wetting agents, antistatic agents, antioxidants, preservatives, ultraviolet absorbers, light stabilizers, optical brighteners, colorants, penetrants, Examples include foaming agents, mold release agents, antifoaming agents, antifoaming agents, fluidity improving agents, and thickeners, but are not limited thereto. Various compounds can also be added to the acrylic copolymer binder of the present invention. As the compound, various oxidizing agents, water-soluble polymers such as polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol and glucose, and substances such as surfactants may be added alone or in combination of two or more.

その添加量、種類については、本発明の目的を達成することができる限り、特に限定されない。
本発明のアクリル系水分散体には、界面活性剤(x)及び粘度調整剤(y)から選ばれる少なくとも1種を含むことができる。
The addition amount and type are not particularly limited as long as the object of the present invention can be achieved.
The acrylic aqueous dispersion of the present invention can contain at least one selected from a surfactant (x) and a viscosity modifier (y).

界面活性剤(x)
本発明では、必要に応じて、乳化剤として界面活性剤(x)を添加してもよい。界面活性剤は、あらかじめアクリル系水分散体に含ませても良い。
Surfactant (x)
In the present invention, if necessary, surfactant (x) may be added as an emulsifier. The surfactant may be included in advance in the acrylic aqueous dispersion.

界面活性剤とは、物質表面あるいは界面の親水、疎水状態を改質させるものである。本発明において、界面活性剤は、分散剤、濡れ剤、消泡剤的役割を果たす。これが含まれると、活物質、導電助剤の水分散体化の点で好ましい。   The surfactant is a substance that modifies the hydrophilic or hydrophobic state of the substance surface or interface. In the present invention, the surfactant functions as a dispersant, a wetting agent, and an antifoaming agent. When this is contained, it is preferable at the point of the aqueous dispersion of an active material and a conductive support agent.

界面活性剤は、前記に例示したアニオン系界面活性剤およびノニオン系界面活性剤や、あるいは、シリコン系界面活性剤であることが望ましいが、特に制限はない。
シリコン系界面活性剤としては、ポリジメチルシロキサン、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリメチルアルキルシロキサン、シリコン変性ポリオキシエチレンエーテル等が挙げられる。
The surfactant is preferably an anionic surfactant and a nonionic surfactant exemplified above, or a silicon surfactant, but is not particularly limited.
Examples of the silicon-based surfactant include polydimethylsiloxane, polyether-modified polydimethylsiloxane, polymethylalkylsiloxane, and silicon-modified polyoxyethylene ether.

界面活性剤は、1種のみを使用しても良いし、これらの複数の種類を組み合わせて使用しても良い。
これら界面活性剤の中でも、活物質や導電助剤を水に分散させる点で、オレイン酸カリウム、ステアリン酸カリウムが好ましい。また、水の表面張力を低下させる点で、アセチレニックグリコール誘導体のポリオキシエチレンエーテル、シリコン変性ポリオキシエチレンエーテルが好ましい。界面活性剤としては、オレイン酸カリウム、アセチレニックグリコール誘導体のポリオキシエチレンエーテルおよびシリコン変性ポリオキシエチレンエーテルから選ばれる少なくとも1種以上を用いると、得られる水分散体は良好な活物質、導電助剤の分散状態を得ることができるためより好ましい。
Only one type of surfactant may be used, or a plurality of these types may be used in combination.
Among these surfactants, potassium oleate and potassium stearate are preferable in that the active material and the conductive additive are dispersed in water. In addition, acetylenic glycol derivative polyoxyethylene ether and silicon-modified polyoxyethylene ether are preferable from the viewpoint of reducing the surface tension of water. As the surfactant, when at least one selected from potassium oleate, polyoxyethylene ether of an acetylenic glycol derivative and silicon-modified polyoxyethylene ether is used, the resulting aqueous dispersion is a good active material, conductive It is more preferable because a dispersion state of the auxiliary agent can be obtained.

界面活性剤の添加量は、アクリル系水分散体中の固形分100重量部に対して、固形分換算で、0〜100重量部、好ましくは3〜80重量部である。この範囲を越えると、樹脂粒子の電解液相溶性が高くなり、強度が著しく低下したり、樹脂が膨潤しやすくなる。   The addition amount of the surfactant is 0 to 100 parts by weight, preferably 3 to 80 parts by weight, in terms of solids, with respect to 100 parts by weight of the solids in the acrylic water dispersion. If this range is exceeded, the compatibility of the resin particles with the electrolyte will increase, and the strength will be significantly reduced, and the resin will easily swell.

粘度調整剤(y)
本発明では、必要に応じて、粘度調整剤(y)を添加してもよい。粘度調整剤は、あらかじめアクリル系水分散体に含ませても良い。
Viscosity modifier (y)
In this invention, you may add a viscosity modifier (y) as needed. The viscosity modifier may be included in advance in the acrylic water dispersion.

本発明の電気化学セル用水性ペースト(正極、負極活材、導電助剤を集電体に塗布するためのインキ)は、粘度調整剤を含むことが好ましい。本発明によるアクリル系水分散体は水分散型であるため、粘度調整剤を用いると、最適な粘度を電極ペーストに与えることができ、電極ペーストを電極に容易に塗布できる。   The aqueous paste for electrochemical cells (ink for applying a positive electrode, a negative electrode active material, and a conductive additive to a current collector) of the present invention preferably contains a viscosity modifier. Since the acrylic water dispersion according to the present invention is a water dispersion type, when a viscosity modifier is used, an optimum viscosity can be imparted to the electrode paste, and the electrode paste can be easily applied to the electrode.

粘度調整剤を配合すると、ペーストを静置した時に、活物質や導電助剤などが経時で沈み分離することを防ぐ事が出来る。さらに、本発明にかかるアクリル系共重合体の体積平均粒子径が200nmより大きいときに、経時で分離して沈降する事も改善することが出来るため好ましい。   When a viscosity modifier is blended, it is possible to prevent the active material and the conductive aid from sinking and separating over time when the paste is allowed to stand. Furthermore, when the volume average particle diameter of the acrylic copolymer according to the present invention is larger than 200 nm, it is preferable because separation and sedimentation with time can be improved.

粘度調整剤の添加量は、特に限定されないが、塗工性・作業性の観点から、アクリル系共重合体の固形分100重量部に対して、固形分換算で、10〜100重量部が好ましく、より好ましくは10〜95重量部である。   The addition amount of the viscosity modifier is not particularly limited, but is preferably 10 to 100 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the solid content of the acrylic copolymer from the viewpoint of coating properties and workability. More preferably, it is 10 to 95 parts by weight.

粘度調整剤は、特に限定されないが、GPCにより求められる重量平均分子量は、好ましくは50,000〜4,000,000(ポリスチレン換算)、より好ましくは60,000〜3、500,000、さらに好ましくは65,000〜3,000,000である。重量平均分子量が、50,000未満であると、活物質の沈降を生じるおそれがあり、4,000,000を超えると、ペーストに著しいチクソトロピー特性を生じるおそれがある。また、上記範囲内であると、良好な極板塗工性を得られるため、好ましい。   Although a viscosity modifier is not specifically limited, The weight average molecular weight calculated | required by GPC becomes like this. Preferably it is 50,000-4,000,000 (polystyrene conversion), More preferably, it is 60,000-3, 500,000, More preferably Is 65,000-3,000,000. If the weight average molecular weight is less than 50,000, the active material may be precipitated, and if it exceeds 4,000,000, the paste may have remarkable thixotropic characteristics. Moreover, it is preferable that it is in the above-mentioned range since good electrode plate coatability can be obtained.

粘度調整剤としては、特に限定されないが、カルボキシメチルセルロース(CMC)、カルボキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリオキシエチレンまたはその変性体、ポリビニルアルコールまたはその変性体、多糖類などが挙げられる。   Although it does not specifically limit as a viscosity modifier, Cellulose derivatives, such as carboxymethylcellulose (CMC), carboxyethylcellulose, and hydroxyethylcellulose, polyoxyethylene or its modified body, polyvinyl alcohol or its modified body, polysaccharide, etc. are mentioned.

これら粘度調整剤の中でも沈降安定性の点から、CMC、ポリオキシエチレンまたはその変性体、ポリビニルアルコールまたはその変性体がより好ましい。
粘度調整剤は、1種のみを使用しても良いし、これらの複数の種類を組み合わせて使用しても良い。
Among these viscosity modifiers, CMC, polyoxyethylene or a modified product thereof, polyvinyl alcohol or a modified product thereof is more preferable from the viewpoint of sedimentation stability.
Only one type of viscosity modifier may be used, or a plurality of these types may be used in combination.

有機溶剤
本発明では、必要に応じて、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤は、あらかじめアクリル系水分散体に含ませても良い。
Organic Solvent In the present invention, an organic solvent may be added as necessary. The organic solvent may be included in advance in the acrylic aqueous dispersion.

本発明による電気化学セル用水性ペーストは、表面張力が高い水が主となる溶媒であるため、活剤や導電助剤の表面の濡れ性が不足し配合時に分散不良を起こす場合がある。水よりも表面張力の低い有機溶剤を添加することにより、物質表面あるいは界面の濡れ性を良くし、溶媒と溶質との親和性を改質でき、活物質、導電助剤の水分散体化の点で好ましい。本発明において、有機溶剤は、濡れ剤としての役割のほかに、消泡剤的役割も果たす。   Since the aqueous paste for electrochemical cells according to the present invention is a solvent mainly composed of water having a high surface tension, the wettability of the surface of the active agent or the conductive aid may be insufficient, resulting in poor dispersion during blending. By adding an organic solvent whose surface tension is lower than that of water, the wettability of the substance surface or interface can be improved, and the affinity between the solvent and the solute can be improved. This is preferable. In the present invention, the organic solvent serves not only as a wetting agent but also as an antifoaming agent.

有機溶剤としては、特に限定されないが、n−ブタノール、イソブタノール、2‐ブタノール、プロパノール、イソプロパノールなどの炭素数1〜4のアルキルアルコール類、N−メチル−2−ピロリドンなどが挙げられ、複数の有機溶剤を組み合わせて使用しても良く、配合物に合わせてSP値を調整することが好ましい。   Although it does not specifically limit as an organic solvent, C1-C4 alkyl alcohols, such as n-butanol, isobutanol, 2-butanol, propanol, isopropanol, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. are mentioned, Organic solvents may be used in combination, and it is preferable to adjust the SP value according to the formulation.

有機溶剤を添加する場合、その添加量は、安全性の観点から、本発明に係るアクリル系水分散体に含まれる水100重量部に対して、通常0〜40重量部、好ましくは0〜30重量部である。   When adding an organic solvent, the addition amount is 0-40 weight part normally with respect to 100 weight part of water contained in the acrylic water dispersion which concerns on this invention from a safety viewpoint, Preferably it is 0-30. Parts by weight.

<電気化学セル用水性ペースト>
本発明の電気化学セル用水性ペーストは、少なくとも、本発明のアクリル系水分散体、活物質(B)及び導電助剤(C)から選ばれる少なくとも1種を含む。
<Aqueous paste for electrochemical cells>
The aqueous paste for electrochemical cells of the present invention contains at least one selected from the acrylic aqueous dispersion, the active material (B), and the conductive additive (C) of the present invention.

〔活物質(B)〕
活物質(B)としては、特に限定されないが、負極用としては天然黒鉛、人造黒鉛、正極用としてはLiCoO2、LiMn24、LiFePO4などが挙げられる。また、導電助剤の炭素材料を適宜用いてもよい。
[Active material (B)]
The active material (B), but are not limited to, natural graphite as a negative electrode, artificial graphite, as the positive electrode and the like LiCoO 2, LiMn 2 O 4, LiFePO 4. Moreover, you may use the carbon material of a conductive support agent suitably.

例えば、リチウムイオン二次電池用負極活物質としては、リチウムイオンをドープ・脱ドープできるものであれば特に制限はなく、金属リチウム、リチウム合金、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化チタン、シリコン、遷移金属窒素化物、天然黒鉛等の炭素材料とこれらの複合物のいずれを用いることができる。   For example, the negative electrode active material for a lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can be doped / undoped with lithium ions. Metal lithium, lithium alloy, tin oxide, niobium oxide, vanadium oxide, titanium oxide, silicon Carbon materials such as transition metal nitrides and natural graphite, and composites thereof can be used.

リチウムイオン二次電池用正極活物質としては、Li2S、Sなどの硫黄系化合物、LiCoO2、LiMnO2、LiMn24、LiNiO2、LiNiXCo(1-X)2、LiNixMnyCo(1-x-y)、LiNixCoyAl(1-x-y)、Li2MnO3、などのリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、LiFePO4、LiMnPO4等の燐酸化合物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール/ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物とLiFePO4、LiMnPO4等の燐酸化合物が好ましい。負極がリチウム金属またはリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属の複合酸化物と炭素材料との混合物を用いることもできる。 The positive electrode active material for lithium ion secondary batteries, Li 2 S, sulfur compounds such as S, LiCoO 2, LiMnO 2, LiMn 2 O 4, LiNiO 2, LiNi X Co (1-X) O 2, LiNi x Mn y Co (1-xy) , LiNi x Co y Al (1-xy), Li 2 MnO 3, a composite oxide consisting of lithium, such as a transition metal, LiFePO 4, phosphate compounds such LiMnPO 4, polyaniline, Examples thereof include conductive polymer materials such as polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyacene, and dimercaptothiadiazole / polyaniline complex. Of these, composite oxides composed of lithium and a transition metal and phosphoric acid compounds such as LiFePO 4 and LiMnPO 4 are particularly preferable. When the negative electrode is lithium metal or a lithium alloy, a carbon material can also be used as the positive electrode. As the positive electrode, a mixture of lithium and transition metal composite oxide and a carbon material can be used.

アルカリ二次電池としてニッケル水素二次電池を例にとると、正極用活物質としては水酸化ニッケルや、水酸化ニッケルとコバルトや亜鉛との複合体などを用いることができる。   Taking a nickel metal hydride secondary battery as an example of the alkaline secondary battery, nickel hydroxide, a composite of nickel hydroxide, cobalt, or zinc can be used as the positive electrode active material.

また、負極用活物質としては、マンガン、ニッケル、コバルト、アルミニウム、ミッシュメタル等からなる水素吸蔵合金などが挙げられる。
電気二重層キャパシタ用の正、負極活物質としては、種々の活性炭が用いられる。
(B)の100重量部に対して、本発明のアクリル系水分散体の固形分は、通常0.5〜200重量部、好ましくは0.5〜120重量部である。
Examples of the negative electrode active material include hydrogen storage alloys made of manganese, nickel, cobalt, aluminum, misch metal, and the like.
Various activated carbons are used as positive and negative electrode active materials for electric double layer capacitors.
The solid content of the acrylic aqueous dispersion of the present invention is usually 0.5 to 200 parts by weight, preferably 0.5 to 120 parts by weight with respect to 100 parts by weight of (B).

〔導電助剤(C)〕
導電助剤(C)としては、特に限定されないが、カーボンブラック、アモルファスウィスカーカーボン、グラファイト、アセチレンブラック、人造黒鉛などの炭素材料、ポリチオフェン、ポリピロールなどの導電性ポリマーとその誘導体、コバルト等の金属微粒子などが挙げられる。これらは、1種単独でも、2種以上組み合わせて用いても良い。活物質の炭素材料を適宜用いてもよい。
[Conductive aid (C)]
The conductive additive (C) is not particularly limited, but carbon materials such as carbon black, amorphous whisker carbon, graphite, acetylene black and artificial graphite, conductive polymers such as polythiophene and polypyrrole and derivatives thereof, and metal fine particles such as cobalt. Etc. These may be used singly or in combination of two or more. You may use the carbon material of an active material suitably.

導電助剤は、活物質100重量部に対して、通常0.1〜200重量部、好ましくは0.1〜120重量部である。この範囲であれば、充電容量を損なわずに良好なリチウムイオン輸送性と電気伝導性が得られる。また、0.1重量部未満であると、合材層の電気抵抗を増加させるおそれがある。   A conductive support agent is 0.1-200 weight part normally with respect to 100 weight part of active materials, Preferably it is 0.1-120 weight part. Within this range, good lithium ion transportability and electrical conductivity can be obtained without impairing the charge capacity. Moreover, there exists a possibility of increasing the electrical resistance of a compound-material layer as it is less than 0.1 weight part.

本発明の水性ペーストを集電体として使用する場合は、活物質(B)は不要で、導電助剤(C)単独使用の場合がある。この場合の(C)の使用量は前記水分散体の固形分100重量部に対して、50〜200重量部である。   When the aqueous paste of the present invention is used as a current collector, the active material (B) is unnecessary and the conductive auxiliary agent (C) may be used alone. In this case, the amount of (C) used is 50 to 200 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the solid content of the aqueous dispersion.

〔電気化学セルの作製について〕
本発明の一つの態様において、本発明にかかる電気化学セル用電極は、本発明の電気化学セル用アクリル系水分散体と導電助剤、好ましくはカーボンブラック、アモルファスウィスカーカーボン、グラファイトなどの炭素材料、および/または、正極では正極活物質、負極では負極活物質とを用いて得られる。
[Production of electrochemical cell]
In one embodiment of the present invention, an electrode for an electrochemical cell according to the present invention comprises an acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell according to the present invention and a conductive auxiliary agent, preferably a carbon material such as carbon black, amorphous whisker carbon, or graphite. And / or using a positive electrode active material for the positive electrode and a negative electrode active material for the negative electrode.

また、本発明の一つの態様において、本発明の電気化学セルのうち、二次電池は前述の正極及び負極を、セパレータを中心として重ねたものを、円筒型、コイン型、角型、フィルム型その他任意の形状に形成し非水電解液を封入することにより作製されるものである。   Moreover, in one aspect of the present invention, among the electrochemical cells of the present invention, the secondary battery is a cylinder, coin, square, or film type in which the positive electrode and the negative electrode are stacked with a separator as a center. In addition, it is formed in any shape and encapsulating a non-aqueous electrolyte.

また、電気二重層キャパシタでは前述の電極をセパレータ中心に重ねたものを、円筒型、コイン型等任意の形状に形成し電解液を封入することにより作成されるものである。
セパレータとして、二次電池においては、多孔性膜や高分子電解質が用いられる。多孔性膜としては、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が例示される。特に、多孔性ポリオレフィンフィルムが好ましく、具体的には多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム、または多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンとの多層フィルムを例示することができる。多孔性ポリオレフィンフィルム上には、熱安定性に優れる他の樹脂がコーティングされていても良い。
In addition, the electric double layer capacitor is formed by forming the above-described electrode on the separator center in an arbitrary shape such as a cylindrical shape or a coin shape and enclosing an electrolytic solution.
As the separator, a porous membrane or a polymer electrolyte is used in the secondary battery. Examples of the porous membrane include polyolefin, polyimide, polyvinylidene fluoride, and polyester. In particular, a porous polyolefin film is preferable, and specifically, a porous polyethylene film, a porous polypropylene film, or a multilayer film of a porous polyethylene film and polypropylene can be exemplified. On the porous polyolefin film, other resin excellent in thermal stability may be coated.

また、電気二重層キャパシタにおいては、二次電池同様のセパレータに加えて、電解コンデンサー紙や、無機セラミック粉末を含む多孔質膜等を用いることができる。
二次電池において、リチウムイオンなどの非水系電解液としては、例えばLiPF6,LiBF4,LiClO4,LiAsF6,CF3SO3Li,(CF3SO2)N/Li等の電解質を、単独でまたは2種以上組み合わせて有機溶媒に溶解したものを使用することができる。
In the electric double layer capacitor, in addition to the separator similar to the secondary battery, electrolytic capacitor paper, a porous film containing inorganic ceramic powder, or the like can be used.
In the secondary battery, as the non-aqueous electrolyte solution such as lithium ion, for example, an electrolyte such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , CF 3 SO 3 Li, (CF 3 SO 2 ) N / Li is used alone. Or a combination of two or more of them dissolved in an organic solvent can be used.

ニッケル水素などのアルカリ電解液としては、例えば水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等の電解質を単独または組み合わせて水溶液としたものを使用することができる。
電気二重層キャパシタにおいて電解液としては、任意のものが使用できるが、非水系電解液が、電解質の例としてテトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、トリエチルモノメチルアンモニウムテトラフルオロボレート等を単独または2種以上組み合わせて有機溶媒に溶解したものを使用することができる。
As an alkaline electrolyte such as nickel hydride, for example, an aqueous solution obtained by combining electrolytes such as potassium hydroxide and sodium hydroxide alone or in combination can be used.
In the electric double layer capacitor, any electrolyte can be used. However, the non-aqueous electrolyte is an organic electrolyte formed by combining tetraethylammonium tetrafluoroborate, triethylmonomethylammonium tetrafluoroborate, etc. singly or in combination of two or more kinds as electrolytes. What was melt | dissolved in the solvent can be used.

非水系二次電池および電気二重層キャパシタにおいて、非水系電解液における有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエトキシエタン,テトラヒドロフラン等が挙げられ、いずれかが単独でまたは2種以上を混合して使用できる。   In the non-aqueous secondary battery and the electric double layer capacitor, examples of the organic solvent in the non-aqueous electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, γ-butyrolactone, dimethyl sulfoxide, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, 1,2 -Dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, tetrahydrofuran and the like can be mentioned, any of which can be used alone or in admixture of two or more.

〔電気化学セル用極板のプレコート剤〕
本発明の電気化学セル用アクリル系水分散体は、電気化学セル用極板のプレコート剤として用いることもできる。該プレコート剤は、本発明の電気化学セル用アクリル系水分散体単独、又は、本発明の電気化学セル用アクリル系水分散体と、活物質(B)および導電助剤(C)から選ばれる少なくとも1種を含み、電気化学セルに於いて極板(例えば、負極:銅、正極:アルミニュウム)上に該プレコート剤を予め塗布すること(プレコート)により基材腐食を防ぐなどの効果が得られる。なお、プレコート剤としては、本発明のアクリル系水分散体と導電助剤(C)を含む、または、本発明のアクリル系水分散体、活物質(B)と導電助剤(C)を含むものが好ましい。
[Precoat agent for electrode plate for electrochemical cells]
The acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell of the present invention can also be used as a precoat agent for an electrode plate for an electrochemical cell. The precoat agent is selected from the acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells of the present invention alone or the acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells of the present invention, the active material (B), and the conductive additive (C). Including at least one kind, effects such as prevention of substrate corrosion can be obtained by pre-coating (pre-coating) the pre-coating agent on an electrode plate (for example, negative electrode: copper, positive electrode: aluminum) in an electrochemical cell. . In addition, as a precoat agent, the acrylic water dispersion of this invention and a conductive support agent (C) are included, or the acrylic water dispersion of this invention, an active material (B), and a conductive support agent (C) are included. Those are preferred.

以下に実施例および比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples.

<水分散体の調製>
製造例1
<水溶性樹脂(a)の合成>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水200重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体と水の混合物を攪拌しながら2時間かけて連続的に添加した後、同温度で2時間熟成し、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である樹脂(a)の水性液を得た。
(ビニル単量体と水の混合物)
メタクリルアミド 65.0部
メタクリル酸 10.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 20.0部
メチルアクリレート 5.0部
蒸留水 210.0部
<Preparation of aqueous dispersion>
Production Example 1
<Synthesis of water-soluble resin (a)>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 200 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and a mixture of the vinyl monomer and water having the following composition was continuously added over 2 hours with stirring, and then aged for 2 hours at the same temperature. The pH was adjusted to 9.0 to complete the polymerization. An aqueous liquid of resin (a) having a solid content of 20.0% was obtained.
(Mixture of vinyl monomer and water)
Methacrylamide 65.0 parts Methacrylic acid 10.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 20.0 parts Methyl acrylate 5.0 parts Distilled water 210.0 parts

製造例2
<水溶性樹脂(a)の合成>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水200重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体と水の混合物を攪拌しながら2時間かけて連続的に添加した後、同温度で2時間熟成し、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である樹脂(a)の水性液を得た。
(ビニル単量体と水の混合物)
アクリルアミド 30.0部
メタクリルアミド 35.0部
メタクリル酸 10.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 20.0部
メチルアクリレート 5.0部
蒸留水 210.0部
Production Example 2
<Synthesis of water-soluble resin (a)>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 200 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and a mixture of the vinyl monomer and water having the following composition was continuously added over 2 hours with stirring, and then aged for 2 hours at the same temperature. The pH was adjusted to 9.0 to complete the polymerization. An aqueous liquid of resin (a) having a solid content of 20.0% was obtained.
(Mixture of vinyl monomer and water)
Acrylamide 30.0 parts Methacrylamide 35.0 parts Methacrylic acid 10.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 20.0 parts Methyl acrylate 5.0 parts Distilled water 210.0 parts

実施例1
<水溶性樹脂(a)と有機粒子(b)とを含有する水分散体の製造>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水360重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体乳化物を3時間かけて連続的に添加し、更に3時間保持して、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である有機粒子(b)からなる分散液を得た。これに製造例1で得た水溶性樹脂(a)を(a):(b)=1:9の割合で混合した水分散体を製造した。
(ビニル単量体乳化物)
n−ブチルアクリレート 95.0部
メタクリル酸 5.0部
ラウリル硫酸アンモニウム 0.1部
蒸留水 40.0部
Example 1
<Production of water dispersion containing water-soluble resin (a) and organic particles (b)>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 360 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and then a vinyl monomer emulsion having the following composition was continuously added over 3 hours, and further maintained for 3 hours, and adjusted to pH 9.0 with aqueous ammonia. The polymerization was completed. A dispersion composed of organic particles (b) having a solid content of 20.0% was obtained. An aqueous dispersion was prepared by mixing the water-soluble resin (a) obtained in Production Example 1 at a ratio of (a) :( b) = 1: 9.
(Vinyl monomer emulsion)
n-Butyl acrylate 95.0 parts Methacrylic acid 5.0 parts Ammonium lauryl sulfate 0.1 part Distilled water 40.0 parts

実施例2
<水溶性樹脂(a)の存在下で乳化重合して得られる樹脂を含有する水分散体>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水200重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体と水の混合物を攪拌しながら2時間かけて連続的に添加した後、同温度で2時間熟成し、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である樹脂(a)の水性液を得た。
(ビニル単量体と水の混合物)
メタクリルアミド 65.0部
メタクリル酸 10.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 20.0部
メチルアクリレート 5.0部
蒸留水 210.0部
Example 2
<Aqueous dispersion containing resin obtained by emulsion polymerization in the presence of water-soluble resin (a)>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 200 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and a mixture of the vinyl monomer and water having the following composition was continuously added over 2 hours with stirring, and then aged for 2 hours at the same temperature. The pH was adjusted to 9.0 to complete the polymerization. An aqueous liquid of resin (a) having a solid content of 20.0% was obtained.
(Mixture of vinyl monomer and water)
Methacrylamide 65.0 parts Methacrylic acid 10.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 20.0 parts Methyl acrylate 5.0 parts Distilled water 210.0 parts

得られた樹脂(a)の水性液1172部に固形分調整用蒸留水360.4部を加え、再び窒素置換しながら、75℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウムを1.0部添加してから下記組成のビニル単量体乳化物を3時間かけて連続的に添加し、更に3時間保持して、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0である水分散体を得た。
(ビニル単量体乳化物)
2−エチルヘキシルアクリレート 40.0部
アクリル酸 5.0部
ラウリル硫酸アンモニウム 0.1部
蒸留水 40.0部
360.4 parts of distilled water for solid content adjustment was added to 1172 parts of the obtained aqueous liquid of resin (a), and the temperature was raised to 75 ° C. while purging with nitrogen again. Next, 1.0 part of ammonium persulfate was added, and then a vinyl monomer emulsion having the following composition was continuously added over 3 hours, and further maintained for 3 hours, and adjusted to pH 9.0 with aqueous ammonia. The polymerization was completed. An aqueous dispersion having a solid content of 20.0 was obtained.
(Vinyl monomer emulsion)
2-ethylhexyl acrylate 40.0 parts acrylic acid 5.0 parts ammonium lauryl sulfate 0.1 part distilled water 40.0 parts

実施例3
<水溶性樹脂(a)が1種以上のビニル単量体を重合して得られる有機粒子(b)の存在下で重合して得られる水分散体>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水370.4重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体乳化物を3時間かけて連続的に添加し、更に3時間保持して、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である有機粒子(b)からなる分散液を得た。
n−ブチルアクリレート 45.0部
アクリロニトリル 35.0部
メチルメタクリレート 8.0部
アクリル酸 5.0部
N−メチロールアクリルアミド 2.0部
ラウリル硫酸アンモニウム 0.1部
蒸留水 40.0部
Example 3
<Water dispersion obtained by polymerizing water-soluble resin (a) in the presence of organic particles (b) obtained by polymerizing one or more vinyl monomers>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 370.4 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and then a vinyl monomer emulsion having the following composition was continuously added over 3 hours, and further maintained for 3 hours, and adjusted to pH 9.0 with aqueous ammonia. The polymerization was completed. A dispersion composed of organic particles (b) having a solid content of 20.0% was obtained.
n-Butyl acrylate 45.0 parts Acrylonitrile 35.0 parts Methyl methacrylate 8.0 parts Acrylic acid 5.0 parts N-methylolacrylamide 2.0 parts Ammonium lauryl sulfate 0.1 part Distilled water 40.0 parts

得られた樹脂(b)の水性液510部に蒸留水200重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体と水の混合物を攪拌しながら2時間かけて連続的に添加した後、同温度で2時間熟成し、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である樹脂(a)の水性液を得た。
(ビニル単量体と水の混合物)
メタクリルアミド 65.0部
メタクリル酸 10.0部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 20.0部
メチルアクリレート 5.0部
蒸留水 210.0部
Distilled water (200 parts by weight) was charged in 510 parts of the aqueous resin (b) solution, which was replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and a mixture of the vinyl monomer and water having the following composition was continuously added over 2 hours with stirring, and then aged for 2 hours at the same temperature. The pH was adjusted to 9.0 to complete the polymerization. An aqueous liquid of resin (a) having a solid content of 20.0% was obtained.
(Mixture of vinyl monomer and water)
Methacrylamide 65.0 parts Methacrylic acid 10.0 parts 2-Hydroxyethyl methacrylate 20.0 parts Methyl acrylate 5.0 parts Distilled water 210.0 parts

実施例4
<水溶性樹脂(a)と有機粒子(b)とを含有する水分散体の製造>
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水360重量部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いで過硫酸アンモニウム2.0部を添加してから下記組成のビニル単量体乳化物を3時間かけて連続的に添加し、更に3時間保持して、アンモニア水にてpH9.0に調整して、重合を完結させた。固形分が20.0%である有機粒子(b)からなる分散液を得た。これに製造例2で得た水溶性樹脂(a)を(a):(b)=1:9の割合で混合した水分散体を製造した。
(ビニル単量体乳化物)
n−ブチルアクリレート 95.0部
メタクリル酸 5.0部
ラウリル硫酸アンモニウム 0.1部
蒸留水 40.0部
Example 4
<Production of water dispersion containing water-soluble resin (a) and organic particles (b)>
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 360 parts by weight of distilled water, replaced with nitrogen gas, and then heated to 80 ° C. Next, 2.0 parts of ammonium persulfate was added, and then a vinyl monomer emulsion having the following composition was continuously added over 3 hours, and further maintained for 3 hours, and adjusted to pH 9.0 with aqueous ammonia. The polymerization was completed. A dispersion composed of organic particles (b) having a solid content of 20.0% was obtained. An aqueous dispersion was prepared by mixing the water-soluble resin (a) obtained in Production Example 2 with a ratio of (a) :( b) = 1: 9.
(Vinyl monomer emulsion)
n-Butyl acrylate 95.0 parts Methacrylic acid 5.0 parts Ammonium lauryl sulfate 0.1 part Distilled water 40.0 parts

比較例1
アクリル系水分散体の代わりに、スチレンブタジエン系ラテックス(体積平均粒子径:160nm、固形分濃度:48重量%)をそのまま用いた。
Comparative Example 1
Instead of the acrylic water dispersion, styrene butadiene latex (volume average particle size: 160 nm, solid content concentration: 48% by weight) was used as it was.

<樹脂の電解液に対する膨潤性>
実施例1〜4または比較例1のエマルションをガラス板に塗布し、120℃で3時間乾燥後フィルムを得た。エチレンカーボネート(EC)/メチルエチルカーボネート(MEC)=1/1(vol/vol)溶液にフィルムを80℃で3日間浸漬し、膨潤したフィルムの重量を測定した。膨潤フィルムの重量/膨潤前の重量比を算出した。同様にして、浸漬溶液を水酸化カリウム(KOH)水溶液(20℃)とした場合の重量比を算出した。結果を表1に示す。
<Swellability of resin to electrolyte>
The emulsion of Examples 1 to 4 or Comparative Example 1 was applied to a glass plate and dried at 120 ° C. for 3 hours to obtain a film. The film was immersed in an ethylene carbonate (EC) / methyl ethyl carbonate (MEC) = 1/1 (vol / vol) solution at 80 ° C. for 3 days, and the weight of the swollen film was measured. The weight ratio of the swollen film / the weight before swelling was calculated. Similarly, the weight ratio when the immersion solution was a potassium hydroxide (KOH) aqueous solution (20 ° C.) was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<活物質Bあるいは導電助剤Cを含む電気化学セル用ペースト塗工箔の作成>
活物質Bあるいは導電助剤C50重量部に実施例1〜4または比較例1のエマルションを49重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース1重量部と蒸留水ならびに必要に応じて有機溶剤を添加し固形分濃度50重量%の電気化学セル用ペースト(水性ペースト)を調製した。次にこの電気化学セル用ペーストを厚さ20μmのアルミ箔あるいは厚さ18μmの帯状銅箔に乾燥後の膜厚が20μmとなるように塗工、乾燥、圧縮プレスした。
<Creation of paste coating foil for electrochemical cell containing active material B or conductive additive C>
49 parts by weight of the emulsion of Examples 1 to 4 or Comparative Example 1 in 50 parts by weight of the active material B or conductive auxiliary agent C, 1 part by weight of carboxymethyl cellulose as a thickener, distilled water and, if necessary, an organic solvent are added to form a solid An electrochemical cell paste (aqueous paste) having a partial concentration of 50% by weight was prepared. Next, this electrochemical cell paste was applied to a 20 μm-thick aluminum foil or a 18 μm-thick strip-shaped copper foil, coated, dried and compression-pressed so that the film thickness after drying was 20 μm.

<活物質Bあるいは導電助剤Cを含む電気化学セル用ペーストの密着性評価と外観評価>
前記で作製した塗工箔を切り、瞬間接着剤にてガラスプレパラートに貼り付け塗工箔を固定し評価用サンプルとした。評価用サンプルを塗膜剥離強度測定装置サイカスDN20型(ダイプラウインテス(株)製)で合材層と集電体との界面を水平速度2μm/秒の速度で切削し、切削に必要な水平方向の力から合材層と集電体との界面の剥離強度を測定した。剥離強度の3回の平均値をとり密着性を評価した。なお、合材層とは、水性ペーストをアルミ箔あるいは銅箔(集電体)に塗工してプレスした塗工部分を指す。
箔外観評価
○:均一な塗膜表面
△:濃淡のある塗膜表面
×:ヒビのある塗膜表面
結果を表2に示す。
<Adhesion Evaluation and Appearance Evaluation of Electrochemical Cell Paste Containing Active Material B or Conductive Aid C>
The coating foil produced above was cut and affixed to a glass preparation with an instantaneous adhesive, and the coating foil was fixed to obtain a sample for evaluation. The sample for evaluation was cut at the interface between the composite layer and the current collector at a horizontal speed of 2 μm / sec with a coating film peel strength measuring device Cycus DN20 (Daiplau Intes Co., Ltd.). The peel strength at the interface between the composite material layer and the current collector was measured from the direction force. The average value of the peel strength for 3 times was taken to evaluate the adhesion. In addition, a composite material layer refers to the coating part which apply | coated and pressed the aqueous paste on aluminum foil or copper foil (current collector).
Foil appearance evaluation ○: Uniform coating surface Δ: Shading coating surface ×: Cracking coating surface The results are shown in Table 2.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<リチウム二次電池負極板の作製>
実施例1〜4または比較例1のエマルション3重量部に、天然黒鉛(活物質B)((株)中越黒鉛工業所製LF18A)90重量部、アセチレンブラック(導電助剤C)(デンカブラック:電気化学工業株式会社製)7重量部を加えた。次に、得られた実施例または比較例のエマルション2重量部に、増粘剤1重量部と蒸留水ならびに必要に応じて界面活性剤、有機溶剤を添加し、固形分濃度50重量%の負極合材スラリー(水性ペースト)を調製した。次に、この負極合材スラリーを厚さ18μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し、乾燥し、圧縮成型して、厚さ70μmの負極を作製した。それぞれ、表3に示す。
<Preparation of negative electrode plate for lithium secondary battery>
Examples 1 to 4 or 3 parts by weight of the emulsion of Comparative Example 1 were mixed with 90 parts by weight of natural graphite (active material B) (LF18A manufactured by Chuetsu Graphite Industries Co., Ltd.), acetylene black (conductive aid C) (Denka Black: 7 parts by weight) was added. Next, 1 part by weight of a thickener, distilled water and, if necessary, a surfactant and an organic solvent are added to 2 parts by weight of the obtained emulsion of Example or Comparative Example, and a negative electrode having a solid content concentration of 50% by weight. A mixture slurry (aqueous paste) was prepared. Next, this negative electrode mixture slurry was applied to a negative electrode current collector made of a strip-shaped copper foil having a thickness of 18 μm, dried, and compression molded to prepare a negative electrode having a thickness of 70 μm. Each is shown in Table 3.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<リチウム二次電池正極板の作製>
実施例1〜4または比較例1のエマルション3重量部に、LiCoO2(B)(本荘FMCエナジーシステムズ(株)製HLC−22)85.5重量部、人造黒鉛(導電助剤C)8重量部、アセチレンブラック(導電助剤C)(デンカブラック)3重量部を加えた。次に、得られた実施例または配合比較例の水分散体と必要に応じて界面活性剤、有機溶剤と蒸留水を加え、固形分濃度50重量%のLiCoO2合材スラリー(水性ペースト)を調製した。なお、得られた合材スラリーを、それぞれスラリー1A〜3A、スラリー1aとした。このLiCoO2合材スラリーを厚さ20μmのアルミ箔に塗布し、乾燥し、圧縮成型して、厚さ70μmの正極を作製した。それぞれ、表4に示す。
<Preparation of lithium secondary battery positive electrode plate>
In 3 parts by weight of the emulsion of Examples 1 to 4 or Comparative Example 1, 85.5 parts by weight of LiCoO 2 (B) (HLC-22 manufactured by Honjo FMC Energy Systems Co., Ltd.), 8 parts by weight of artificial graphite (conducting aid C) Part, 3 parts by weight of acetylene black (conductive aid C) (Denka Black) was added. Next, a surfactant, an organic solvent, and distilled water are added as necessary and the aqueous dispersion of the obtained Examples or Formulation Comparative Examples, and a LiCoO 2 mixture slurry (aqueous paste) having a solid content concentration of 50% by weight is added. Prepared. In addition, the obtained mixed-material slurry was made into the slurry 1A-3A and the slurry 1a, respectively. This LiCoO 2 composite slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression molded to produce a positive electrode having a thickness of 70 μm. Each is shown in Table 4.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<リチウム二次電池の密着性評価>
前記で作製した電極を切り、瞬間接着剤にてガラスプレパラートに貼り付け電極を固定し評価用サンプルとした。評価用サンプルを塗膜剥離強度測定装置サイカスDN20型(ダイプラウインテス(株)製)で合材層と集電体との界面を水平速度2μm/秒の速度で切削し、切削に必要な水平方向の力から合材層と集電体との界面の剥離強度を測定した。
<Evaluation of adhesion of lithium secondary battery>
The electrode prepared above was cut and attached to a glass preparation with an instantaneous adhesive to fix the electrode, thereby preparing a sample for evaluation. The sample for evaluation was cut at the interface between the composite layer and the current collector at a horizontal speed of 2 μm / sec with a coating film peel strength measuring device Cycus DN20 (Daiplau Intes Co., Ltd.). The peel strength at the interface between the composite material layer and the current collector was measured from the direction force.

剥離強度の3回の平均値をとり密着性を評価した。なお、合材層とは、水性ペーストをアルミ箔あるいは銅箔(集電体)に塗工して乾燥プレスした塗工部分を指す。結果を表5に示す。   The average value of the peel strength for 3 times was taken to evaluate the adhesion. In addition, a compound material layer refers to the coating part which apply | coated the aqueous paste to aluminum foil or copper foil (current collector), and dried and pressed. The results are shown in Table 5.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<リチウムイオン二次電池の非水電解液の調製>
非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)とメチルエチルカーボネート(MEC)を、EC:MEC=4:6(重量比)の割合で混合したものを用い、次に電解質であるLiPF6を溶解し、電解質濃度が1.0モル/リットルとなるように非水電解液を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte for lithium ion secondary battery>
As a non-aqueous solvent, a mixture of ethylene carbonate (EC) and methyl ethyl carbonate (MEC) in a ratio of EC: MEC = 4: 6 (weight ratio) was used, and then LiPF 6 as an electrolyte was dissolved. A non-aqueous electrolyte was prepared so that the electrolyte concentration was 1.0 mol / liter.

<コイン型リチウムイオン二次電池の作製>
コイン型電池用負極として前記の負極を直径14mmの円盤状に打ち抜いて、重量20mg/14mmφのコイン状の負極を得た。コイン型電池用正極として前記の正極を直径13.5mmの円盤状に打ち抜いて、重量42mg/13.5mmφのコイン状の正極を得た。
<Production of coin-type lithium ion secondary battery>
As a negative electrode for a coin-type battery, the negative electrode was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to obtain a coin-shaped negative electrode having a weight of 20 mg / 14 mmφ. As a positive electrode for a coin-type battery, the positive electrode was punched into a disk shape having a diameter of 13.5 mm to obtain a coin-shaped positive electrode having a weight of 42 mg / 13.5 mmφ.

前記のコイン状の負極、正極、および厚さ25μm、直径16mmの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできたセパレータを用いて、ステンレス製の2032サイズ電池缶の負極缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で積層した。その後、セパレータに前記非水電解液0.04mlを注入した後、その積層体の上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)、およびバネを重ねた。   Using the coin-shaped negative electrode, the positive electrode, and a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 16 mm, the negative electrode, the separator, and the positive electrode are placed in the negative electrode can of a stainless steel 2032 size battery can. Laminated. Thereafter, 0.04 ml of the non-aqueous electrolyte was injected into the separator, and then an aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were stacked on the laminate.

最後に、ポリプロピレン製のガスケットを介して電池の正極缶をかぶせて、缶蓋をかしめることにより、電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mmのコイン型電池を作製した。   Finally, by covering the positive electrode can of the battery via a polypropylene gasket and caulking the can lid, the airtightness inside the battery was maintained, and a coin-type battery having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm was produced. .

<電極膨潤性の評価>
前記コイン型電池を用いて、この電池を株式会社ナガノの装置を用い0.5mA定電流、4.2V定電圧の条件で、4.2V定電圧の時の電流値が0.05mAになるまで充電し、その後、1mA定電流、3.0V定電圧の条件で、3.0V定電圧の時の電流値が0.05mAになるまで放電した。このサイクルを100回繰り返し、100サイクル後の電極の合材層の厚み(L1)と、電解液注入前の電極の合材層の厚み(L2)を比較した。
その結果を表6に示す。なお、結果は、(L1/L2)で示した。
<Evaluation of electrode swellability>
Using the coin-type battery, this battery is connected to Nagano Co., Ltd. under the condition of a constant current of 0.5 mA and a constant voltage of 4.2 V until the current value at a constant voltage of 4.2 V reaches 0.05 mA. The battery was charged, and then discharged under the conditions of a constant current of 1 mA and a constant voltage of 3.0 V until the current value at a constant voltage of 3.0 V was 0.05 mA. This cycle was repeated 100 times, and the thickness (L1) of the electrode mixture layer after 100 cycles was compared with the thickness (L2) of the electrode mixture layer before electrolyte injection.
The results are shown in Table 6. The result is indicated by (L1 / L2).

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<電池サイクル特性の評価>
前記電極膨潤性と同様の評価法にて、サイクルを500回繰り返し、初期の電池容量に対する500サイクル後の容量(%)を評価した。
評価結果を表7に示す。
<Evaluation of battery cycle characteristics>
The cycle was repeated 500 times by the same evaluation method as the electrode swelling property, and the capacity (%) after 500 cycles with respect to the initial battery capacity was evaluated.
Table 7 shows the evaluation results.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<電気二重層キャパシタ電極の作製>
活性炭(B)(クラレ株式会社RP−20)100重量部、アセチレンブラック(C)(デンカブラック)3重量部、ケッチェンブラック(C)(ケッチェンブラックインターナショナル株式会社EC600JD)2重量部に、実施例1〜4および比較例1で調製したエマルションを固形分換算で5重量部混合し、さらに必要に応じて界面活性剤、有機溶剤と蒸留水を添加して固形分濃度50重量%の合材スラリー(水性ペースト)を調製した。
<Production of electric double layer capacitor electrode>
Conducted on 100 parts by weight of activated carbon (B) (Kuraray Co., Ltd. RP-20), 3 parts by weight of acetylene black (C) (Denka Black), 2 parts by weight of Ketjen Black (C) (Ketjen Black International Co., Ltd. EC600JD) 5 parts by weight of the emulsions prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1 are mixed in terms of solid content, and a surfactant, an organic solvent and distilled water are added as necessary, and a composite material having a solid content concentration of 50% by weight. A slurry (aqueous paste) was prepared.

次に、これらの合材スラリーを厚さ20μmの帯状アルミ箔製の集電体に塗布し、乾燥し、圧縮成型して、厚さ70μmの電極を作製した(配合実施例1C〜3Cおよび配合比較例1c)。   Next, these mixed material slurries were applied to a current collector made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression molded to prepare electrodes having a thickness of 70 μm (Formation Examples 1C to 3C and Formulation Comparative Example 1c).

<電気二重層キャパシタの密着性評価>
前記で作製した電極を用いて、電極の剥離強度をリチウム二次電池で行った評価と同様の方法で測定し、密着性を評価した。
結果を表8に示す。
<Evaluation of adhesion of electric double layer capacitor>
Using the electrode prepared above, the peel strength of the electrode was measured by the same method as the evaluation performed with the lithium secondary battery, and the adhesion was evaluated.
The results are shown in Table 8.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<電気二重層キャパシタの電解液の調製>
テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレートをプロピレンカーボネートに溶解し、電解質濃度が1.5モル/リットルとなるように電解液を調製した。
<Preparation of electrolyte for electric double layer capacitor>
Tetraethylammonium tetrafluoroborate was dissolved in propylene carbonate to prepare an electrolytic solution so that the electrolyte concentration was 1.5 mol / liter.

<コイン型電気二重層キャパシタの作製>
前記の電極を、直径14mmの円盤状に打ち抜いて、重量20mg/14mmφのコイン状の電極を得た。前記のコイン状の電極および厚さ25μm、直径16mmの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできたセパレータを用いて、ステンレス製の2032サイズ電池缶の負極缶内に、電極、セパレータ、電極の順序で積層した。その後、セパレータに前記電解液0.04mlを注入した後、その積層体の上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)、およびバネを重ねた。
<Production of coin-type electric double layer capacitor>
The electrode was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to obtain a coin-shaped electrode having a weight of 20 mg / 14 mmφ. Using the above-mentioned coin-shaped electrode and a separator made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 16 mm, the electrode, the separator and the electrode were laminated in this order in the negative electrode can of a stainless steel 2032 size battery can. . Thereafter, 0.04 ml of the electrolytic solution was injected into the separator, and then an aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were stacked on the laminate.

最後に、ポリプロピレン製のガスケットを介して電池の缶をかぶせて、缶蓋をかしめることにより、電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mmのコイン型電気二重層キャパシタを作製した。   Finally, the battery can is covered with a polypropylene gasket and the can lid is caulked to maintain the airtightness of the battery, and a coin-type electric double layer capacitor having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm is obtained. Produced.

<電気二重層キャパシタの特性評価>
作製したコイン型電気二重層キャパシタを用いて、10mAの定電流で2.7Vまで10分間充電を行った後、1mAの定電流で放電をおこなった。得られた充放電特性より静電容量を求めた。
<Characteristic evaluation of electric double layer capacitor>
Using the produced coin-type electric double layer capacitor, the battery was charged at a constant current of 10 mA to 2.7 V for 10 minutes, and then discharged at a constant current of 1 mA. The capacitance was determined from the obtained charge / discharge characteristics.

また、内部抵抗は、充放電特性より、社団法人電子情報技術産業協会が定める規格RC−2377の計算方法に従って算出した。各電極を使用したキャパシタの評価結果を表9に示す。   The internal resistance was calculated from charge / discharge characteristics according to the calculation method of standard RC-2377 established by the Japan Electronics and Information Technology Industries Association. Table 9 shows the evaluation results of the capacitor using each electrode.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<ニッケル水素電池正極の作製>
また、水酸化ニッケル粉末(B)95重量部にアセチレンブラック(C)(デンカブラック)5重量部、1.2重量%に調製したカルボキシメチルセルロース(CMC1160)を固形分換算で1.0重量部と、実施例1〜4または比較例1で調製したエマルジョンを固形分換算で2.0重量部と、蒸留水を混合し、固形分濃度55重量%の合材ペースト(水性ペースト)を調製した。
<Preparation of nickel metal hydride battery positive electrode>
Further, 95 parts by weight of nickel hydroxide powder (B), 5 parts by weight of acetylene black (C) (Denka Black), and 1.0 part by weight in terms of solid content of carboxymethyl cellulose (CMC1160) prepared to 1.2% by weight The emulsion prepared in Examples 1 to 4 or Comparative Example 1 was mixed with 2.0 parts by weight in terms of solid content and distilled water to prepare a mixture paste (aqueous paste) having a solid content concentration of 55% by weight.

この合材ペーストを厚さ30μmのニッケルメッキ鋼板に塗布し、乾燥後、加圧成型してシート状の正極板を作製した(配合実施例1D〜3D、および配合比較例1d)。   This composite paste was applied to a nickel-plated steel plate having a thickness of 30 μm, dried, and then pressure-molded to prepare sheet-like positive plates (Formation Examples 1D to 3D and Formulation Comparative Example 1d).

<ニッケル水素電池負極の作製>
ミッシュメタルを含むNi、Co、Mn、Alからなる平均粒子径30μmの水素吸蔵合金(B)95重量部に、アセチレンブラック(C)(デンカブラック)5重量部、実施例1〜4または比較例1のエマルションを固形分換算で2.5重量部と蒸留水を混合し、固形分濃度50重量%の合材ペーストを得た。
この合材ペーストを厚さ30μmのパンチングメタルに塗布し、乾燥後、加圧成型してシート状の負極板を作製した(配合実施例1E〜3E、および配合比較例1e)。
<Preparation of negative electrode for nickel metal hydride battery>
95 parts by weight of a hydrogen storage alloy (B) made of Ni, Co, Mn and Al containing misch metal and having an average particle diameter of 30 μm, 5 parts by weight of acetylene black (C) (Denka black), Examples 1 to 4 or Comparative Examples 1 emulsion was mixed with 2.5 parts by weight in terms of solid content and distilled water to obtain a composite paste having a solid content concentration of 50% by weight.
This composite paste was applied to a punching metal having a thickness of 30 μm, dried, and pressure-molded to prepare sheet-like negative electrode plates (Formation Examples 1E to 3E and Formulation Comparative Example 1e).

<ニッケル水素電池の密着性評価>
前記で作製した電極板の剥離強度をリチウム二次電池で行った評価と同様の方法で測定し、密着性を評価した。
結果を表10に示す。
<Evaluation of adhesion of nickel metal hydride batteries>
The peel strength of the electrode plate produced above was measured by the same method as the evaluation performed with the lithium secondary battery, and the adhesion was evaluated.
The results are shown in Table 10.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

<ニッケル水素電池の作製>
前記の負極板または正極板を直径14mmの円盤状に打ち抜いて、重量20mg/14mmφのコイン状の電極を得た。
<Production of nickel metal hydride batteries>
The negative electrode plate or the positive electrode plate was punched into a disk shape having a diameter of 14 mm to obtain a coin-shaped electrode having a weight of 20 mg / 14 mmφ.

コイン状の電極および厚さ25μm、直径16mmの微多孔性ポリプロピレンフィルムからできたセパレータを用いて、ステンレス製の2032サイズ電池缶の負極缶内に、負極、セパレータ、正極の順序で積層し、水酸化カリウム水溶液(20℃における比重が1.3)を注入後、その積層体の上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)、およびバネを重ねた。   Using a separator made of a coin-shaped electrode and a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm and a diameter of 16 mm, a negative electrode can of a stainless steel 2032 size battery can is laminated in the order of a negative electrode, a separator and a positive electrode. After injecting an aqueous potassium oxide solution (specific gravity at 20 ° C. of 1.3), an aluminum plate (thickness 1.2 mm, diameter 16 mm) and a spring were stacked on the laminate.

最後に、ポリプロピレン製のガスケットを介して電池の正極缶をかぶせて、缶蓋をかしめることにより、電池内の気密性を保持し、直径20mm、高さ3.2mmのコイン型電池を作製した。   Finally, by covering the positive electrode can of the battery via a polypropylene gasket and caulking the can lid, the airtightness inside the battery was maintained, and a coin-type battery having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm was produced. .

<電池サイクル特性の評価>
前記で作製したコイン電池を使用し、この電池を0.2ItAで、−Δ10mVとなるまで充電し、その後、0.2ItAで、電圧が1Vになるまで放電した。このサイクルを500回繰り返し、初期の電池容量に対する500サイクル後の容量(%)を評価した。
評価結果を表11に示す。
<Evaluation of battery cycle characteristics>
Using the coin battery prepared above, this battery was charged with 0.2 ItA until −Δ10 mV, and then discharged with 0.2 ItA until the voltage became 1 V. This cycle was repeated 500 times, and the capacity (%) after 500 cycles with respect to the initial battery capacity was evaluated.
The evaluation results are shown in Table 11.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

以上のように、本発明の電気化学セル用ペーストを用いて得られた電池は、電気化学的に安定で、密着力がありかつ電池の膨れが少なく、特に充放電によるサイクル寿命の高い電池を得ることができる。   As described above, the battery obtained using the electrochemical cell paste of the present invention is a battery that is electrochemically stable, has good adhesion, has little battery swelling, and has a particularly high cycle life due to charge and discharge. Can be obtained.

比較例2
攪拌機、還流冷却付きのセパラブルフラスコに蒸留水295重量部とドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム4.0部を仕込み、窒素ガスで置換した後、80℃に昇温した。次いでアゾビスイソブチロニトリル3.0部を添加してから下記組成のビニル単量体乳化物Aを3時間かけて連続的に添加し、更に3時間保持して、重合を完結させた。さらに下記組成のビニル単量体乳化物Bを2時間かけて連続的に滴下し、更に2時間保持して、重合を完結させた。次いで40℃以下に冷却後、アンモニア水にてpH9.0に調製し、固形分が32.5%である有機粒子からなる分散液を得た。
(ビニル単量体乳化物A)
n−ブチルアクリレート 68.0部
スチレン 20.0部
アクリロニトリル 4.0部
メチルメタクリレート 4.0部
イタコン酸 4.0部
ジビニルベンゼン 1.0部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 1.0部
蒸留水 40.0部
(ビニル単量体乳化物B)
メチルメタクリレート 40.0部
スチレン 30.0部
ジビニルベンゼン 1.0部
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム 0.7部
蒸留水 40.0部
Comparative Example 2
A separable flask equipped with a stirrer and reflux cooling was charged with 295 parts by weight of distilled water and 4.0 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, and the temperature was raised to 80 ° C. after replacement with nitrogen gas. Next, after adding 3.0 parts of azobisisobutyronitrile, a vinyl monomer emulsion A having the following composition was continuously added over 3 hours, and further maintained for 3 hours to complete the polymerization. Further, a vinyl monomer emulsion B having the following composition was continuously dropped over 2 hours, and was further maintained for 2 hours to complete the polymerization. Next, after cooling to 40 ° C. or lower, the pH was adjusted to 9.0 with aqueous ammonia to obtain a dispersion composed of organic particles having a solid content of 32.5%.
(Vinyl monomer emulsion A)
n-butyl acrylate 68.0 parts Styrene 20.0 parts Acrylonitrile 4.0 parts Methyl methacrylate 4.0 parts Itaconic acid 4.0 parts Divinylbenzene 1.0 part Sodium dodecylbenzenesulfonate 1.0 part Distilled water 40.0 Part (Vinyl monomer emulsion B)
Methyl methacrylate 40.0 parts Styrene 30.0 parts Divinylbenzene 1.0 part Sodium dodecylbenzenesulfonate 0.7 parts Distilled water 40.0 parts

<リチウム二次電池正極板の作製>
実施例3または比較例2で得られたエマルション(水分散体)2重量部に、活物質BとしてLiFePO4(Formosa Energy&Material Technology Co.,Ltd製STCM30050)94重量部、導電助剤Cとしてアセチレンブラック(デンカブラック)3重量部と増粘剤カルボキシメチルセルロース1重量部と蒸留水を加え、固形分濃度63重量%のLiFePO4合材スラリー(水性ペースト)を調製した。なお、得られた合材スラリーを、それぞれスラリーF、スラリーGとした。
<Preparation of lithium secondary battery positive electrode plate>
To 2 parts by weight of the emulsion (aqueous dispersion) obtained in Example 3 or Comparative Example 2, 94 parts by weight of LiFePO 4 (Formosa Energy & Material Technology Co., Ltd. STCM30050) as active material B, and acetylene black as conductive auxiliary agent C (Denka Black) 3 parts by weight, 1 part by weight of a thickener carboxymethylcellulose and distilled water were added to prepare a LiFePO 4 mixture slurry (aqueous paste) having a solid content concentration of 63% by weight. In addition, the obtained mixed-material slurry was made into the slurry F and the slurry G, respectively.

このLiFePO4合材スラリーを、厚さ20μmのアルミ箔に塗布、乾燥し、圧縮成型して、合材スラリーの厚さが110μmと70μmの正極を作製した。
このときのアルミ箔の外観を下記に従って、評価した。結果を表12に示す。
This LiFePO 4 composite slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and compression molded to prepare positive electrodes having a composite slurry thickness of 110 μm and 70 μm.
The appearance of the aluminum foil at this time was evaluated according to the following. The results are shown in Table 12.

<箔外観評価>
○:均一な塗膜表面
△:濃淡のある塗膜表面
×:ヒビのある塗膜表面
<Foil appearance evaluation>
○: Uniform coating film surface Δ: Shading coating film surface ×: Cracking coating film surface

<導電助剤を含む電気化学セル用ペースト塗工箔の作成>
導電助剤としてアセチレンブラック50重量部に実施例3または比較例2のエマルションを50重量部と蒸留水を添加し固形分濃度25重量%の電気化学セル用ペースト(水性ペーストFおよびG)を調製した。次にこの電気化学セル用ペーストを厚さ30μmのアルミ箔に乾燥後の膜厚が30μmと10μmとなるように塗工、乾燥、圧縮プレスした。
<Creation of paste coating foil for electrochemical cell containing conductive aid>
As a conductive additive, 50 parts by weight of the emulsion of Example 3 or Comparative Example 2 and 50 parts by weight of distilled water were added to 50 parts by weight of acetylene black to prepare an electrochemical cell paste (aqueous pastes F and G) having a solid content concentration of 25% by weight. did. Next, this electrochemical cell paste was applied to a 30 μm thick aluminum foil, dried, and compression-pressed so that the film thickness after drying was 30 μm and 10 μm.

<活物質および導電助剤、あるいは導電助剤のみを含む電気化学セル用ペーストの密着性評価と外観評価>
前記で各々作製した塗工箔を切り、瞬間接着剤にてガラスプレパラートに貼り付け塗工箔を固定し評価用サンプルとした。評価用サンプルを塗膜剥離強度測定装置サイカスDN20型(ダイプラウインテス(株)製)で合材層と集電体との界面を水平速度2μm/秒の速度で切削し、切削に必要な水平方向の力から合材層と集電体との界面の剥離強度を測定した。剥離強度の3回の平均値をとり密着性を評価した。なお、合材層とは、水性ペーストをアルミ箔(集電体)に塗工してプレスした塗工部分を指す。また、上記と同様の方法にてアルミ箔の外観を評価した。
結果を表12に示す。
<Adhesion evaluation and appearance evaluation of paste for electrochemical cell containing only active material and conductive aid or conductive aid>
Each of the coating foils prepared above was cut and pasted on a glass preparation with an instantaneous adhesive to fix the coating foil to obtain a sample for evaluation. The sample for evaluation was cut at the interface between the composite layer and the current collector at a horizontal speed of 2 μm / sec with a coating film peel strength measuring device Cycus DN20 (Daiplau Intes Co., Ltd.). The peel strength at the interface between the composite material layer and the current collector was measured from the direction force. The average value of the peel strength for 3 times was taken to evaluate the adhesion. In addition, a composite material layer refers to the coating part which apply | coated and pressed the aqueous paste on the aluminum foil (current collector). Moreover, the external appearance of the aluminum foil was evaluated by the same method as described above.
The results are shown in Table 12.

Figure 2012151108
Figure 2012151108

この結果より、本発明は基板に対して塗膜を厚くすることが可能である。これにより電気化学セルの静電容量を大きくすることができる。   From this result, the present invention can make the coating film thicker than the substrate. Thereby, the electrostatic capacitance of an electrochemical cell can be enlarged.

Claims (12)

少なくとも、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドとを含む単量体群を重合して得られる水溶性樹脂(a)と、有機粒子(b)(ただし、水溶性樹脂(a)を除く)を含むことを特徴とする電気化学セル用アクリル系水分散体。   Water-soluble resin (a) obtained by polymerizing a monomer group containing at least a polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acids and (meth) acrylamide, and organic particles (b) (however, water-soluble resin) An acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells, comprising (except for (a)). 前記不飽和カルボン酸類の重合性単量体には、実質的にジカルボン酸類を含まず、モノカルボン酸類を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   2. The acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell according to claim 1, wherein the polymerizable monomer of unsaturated carboxylic acid contains substantially no dicarboxylic acid and monocarboxylic acid. 前記不飽和カルボン酸類の重合性単量体には、実質的に共役ジエン系モノマーを含まないことを特徴とする請求項2に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   The acrylic water dispersion for an electrochemical cell according to claim 2, wherein the polymerizable monomer of the unsaturated carboxylic acid does not substantially contain a conjugated diene monomer. pHが7から11の範囲であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   The acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 3, wherein the pH is in the range of 7 to 11. 前記水溶性樹脂(a)と前記有機粒子(b)の重量比率が、(a)10〜90重量%および(b)90〜10重量%(ただし、(a)と(b)の合計を100重量%とする)であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   The weight ratio of the water-soluble resin (a) to the organic particles (b) is (a) 10 to 90% by weight and (b) 90 to 10% by weight (however, the sum of (a) and (b) is 100). The acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 4, wherein the acrylic aqueous dispersion is for electrochemical cells. さらに、界面活性剤(x)及び粘度調整剤(y)から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   Furthermore, at least 1 sort (s) chosen from surfactant (x) and a viscosity modifier (y) is included, The acrylic water dispersion for electrochemical cells as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. . 有機粒子(b)が水溶性樹脂(a)の存在下で1種以上のビニル単量体を重合して得られる粒子であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   The organic particles (b) are particles obtained by polymerizing one or more kinds of vinyl monomers in the presence of the water-soluble resin (a). Acrylic water dispersion for electrochemical cell. 水溶性樹脂(a)が1種以上のビニル単量体を重合して得られる有機粒子(b)の存在下で重合して得られる樹脂であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体。   The water-soluble resin (a) is a resin obtained by polymerization in the presence of organic particles (b) obtained by polymerizing one or more vinyl monomers. The acrylic water dispersion for electrochemical cells according to claim 1. 請求項1〜8のいずれか一項に記載の電気化学セル用アクリル系水分散体と、活物質(B)及び導電助剤(C)から選ばれる少なくとも1種を含むことを特徴とする電気化学セル用水性ペースト。   An electricity containing an acrylic aqueous dispersion for an electrochemical cell according to any one of claims 1 to 8, and at least one selected from an active material (B) and a conductive additive (C). Aqueous paste for chemical cells. 前記電気化学セル用アクリル系水分散体に含まれる水100重量部に対して、0〜40重量部の有機溶剤を含むことを特徴とする請求項9に記載の電気化学セル用水性ペースト。   The aqueous paste for electrochemical cells according to claim 9, comprising 0 to 40 parts by weight of an organic solvent with respect to 100 parts by weight of water contained in the acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells. 請求項9または10に記載の電気化学セル用水性ペーストを用いて得られた電気化学セル用極板。   The electrode plate for electrochemical cells obtained using the aqueous paste for electrochemical cells according to claim 9 or 10. 請求項11に記載の電気化学セル用極板を用いて得られる二次電池。   A secondary battery obtained using the electrode plate for an electrochemical cell according to claim 11.
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